JP3562275B2 - Luminance signal processing circuit in imaging device - Google Patents

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弘之 宮原
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置における輝度信号処理回路に係り、特に固体撮像素子を用いた撮像装置における輝度信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
固体撮像素子を用いた撮像装置において、固体撮像素子から出力された映像信号の輝度信号を処理する回路として、従来、垂直輪郭補正回路が知られている。図6はこの従来の輝度信号処理回路の一例のブロック図を示す。この従来の輝度信号処理回路は垂直輪郭補正回路で、図示しない固体撮像素子より出力された映像信号を所定の信号処理して得られた輝度信号は、1H(Hは水平走査期間:以下同じ)遅延回路1及び2により計2H遅延されて加算器3に供給される一方、直接に加算器3に供給されて加算される。
【0003】
この加算器3の出力信号は、減衰器4で振幅が1/2倍にされて、例えば図7にbで示す如き信号とされた後、減算器5に供給される。減算器5は、1H遅延回路1により1H遅延された、図7にaで示す輝度信号から減衰器4の出力信号bを差し引き、図7にcで示す輪郭補正信号を出力する。この減算器5の出力輪郭補正信号cは加算器6に供給される。1H遅延回路1により1H遅延された輝度信号aは、加算器6で上記の輪郭補正信号cと加算されて、図7にdで示す如く垂直方向の輪郭(エッジ)が強調された輝度信号とされて出力される。この垂直輪郭補正回路を従来のインターライン方式の固体撮像素子で使用した場合の強調される周波数帯は、図2(b)となる。
【0004】
一方、従来より、全画素読み出し方式の固体撮像素子を用いた撮像装置が知られている(例えば、特開平5−304678号公報)。図8はこの全画素読み出し方式の固体撮像素子を用いた撮像装置の一例の概略構成図を示す。同図において、固体撮像素子として電荷転送素子(CCD)を用いたCCD撮像素子の撮像領域11には、2次元配列された複数の画素をそれぞれ構成し、図示しない色フィルタを通して入射した光を光電変換して信号電荷を蓄積する複数のフォトセンサ12と、これらの複数のフォトセンサ12のうち各列のフォトセンサ12からの信号電荷をそれぞれ垂直方向に転送する複数の垂直転送CCD13とが設けられている。
【0005】
垂直転送CCD13は、各画素からの信号電荷を混合することなく垂直転送して、並列に配置された2本の水平転送CCD14及び15にそれぞれ2ライン分ずつ転送する。これら2本の水平転送CCD14及び15への信号電荷の振り分けは、振り分け転送ゲート16によってライン単位で行われる。水平転送CCD14及び15は2相駆動され、垂直転送CCD13からの信号電荷を水平転送して出力部17、18に供給し、これより点順次の2チャンネルの画素信号として出力させる。このように、この全画素読み出し方式の固体撮像素子を用いた撮像装置では、1フィールド期間で全画素を独立に読み出し、転送を行う。
【0006】
ここで、上記の全画素読み出し方式の固体撮像素子の撮像領域11の入射光側に色フィルタとして、図9に示すように、水平方向2画素、垂直方向2画素の4画素を基本単位とし、1行目には白色光を透過する色フィルタ部Wと緑色光を透過する色フィルタ部Gを1画素ピッチ毎に交互に配置し、2行目にはシアン光を透過する色フィルタ部Cyと黄色光を透過する色フィルタ部Yeを1画素ピッチ毎に交互に配置した構成のものを使用した場合、第1フィールド(Aフィールド)では、色フィルタ部WとGを透過した白色光の信号成分wと緑色光の信号成分gとの和の信号成分w+g(=r+2g+b)により輝度信号が得られる。
【0007】
また、第2フィールド(Bフィールド)では、色フィルタ部CyとYeを透過したシアン光の信号成分cyと黄色光の信号成分yeとの和の信号成分cy+ye(=r+2g+b)により輝度信号が得られる。なお、r、g及びbは赤色光、緑色光及び青色光に対するCCD撮像素子の出力信号である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の4つの色フィルタ部W、G、Cy及びYeのそれぞれの、入射光の強度とその色フィルタ部を透過した光をCCD撮像素子により光電変換して得られた信号レベルとの関係は、それぞれ同一ではなく、出力レベルが飽和する飽和レベルに達するときの入射光強度が異なる。
【0009】
このため、上記の4つの色フィルタ部W、G、Cy及びYeをそれぞれ透過した入射光に対する撮像素子出力信号のうち、どれか一つでも飽和するような場合は、第1フィールドと第2フィールドとで輝度信号のバランスが崩れ、フィールド間のレベル差が輝度信号のフリッカとなって発生する。
【0010】
しかるに、上記の図6に示した従来の輝度信号処理回路を全画素読み出し用として適用した場合、輪郭成分の付加量を可変することができるものの、状況に応じて輪郭成分を可変することはできず、その結果、上記の輝度信号のフリッカも抑圧できなかった。
【0011】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、垂直方向の輪郭成分を状況に応じて可変し得る撮像装置における輝度信号処理回路を提供することを目的とする。
【0012】
また、本発明の他の目的は、輝度フリッカを抑制し得る撮像装置における輝度信号処理回路を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は固体撮像素子から出力された画素信号に対し所定の信号処理を行って得られた輝度信号を受け、垂直方向の所定の周波数特性を付与するフィルタ回路と、フィルタ回路の周波数特性を、輝度信号の状況に応じて実質的に可変する特性可変手段とを有する構成としたものである。
【0014】
本発明では、輝度信号の垂直周波数特性を輝度信号の状況に応じて可変するようにしたため、輝度信号の状況に応じて垂直方向の輪郭成分が可変された輝度信号などを得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になる撮像装置における輝度信号処理回路の第1の実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態は、公知の全画素読み出し方式の撮像装置に適用した輝度信号処理回路で、全画素読み出し方式の固体撮像素子(図示せず)より出力された画素信号を所定の信号処理して得られた輝度信号は、垂直方向高域フィルタ(V−HPF)21と垂直方向帯域フィルタ(V−BPF)22にそれぞれ供給される。
【0016】
ここで、上記の固体撮像素子の撮像領域の入射光側に配置される色フィルタとして、例えば図9に示した4つの色フィルタ部W、G、Cy及びYeを水平方向2画素ピッチ、垂直方向2画素ピッチで配置した4画素を基本単位とする色フィルタを使用した場合、V−HPF21とV−BPF22の入力信号は、第1フィールドは色フィルタ部W及びGを透過した入射光に対する固体撮像素子の出力画素信号が、1画素毎に交互に時系列的に合成された点順次信号であり、第2フィールドは色フィルタ部Cy及びYeを透過した入射光に対する固体撮像素子の出力画素信号が、1画素毎に交互に時系列的に合成された点順次信号である。また、輝度信号のフリッカは、フィールド間のレベル差によるものであるので、1フィールド250TV本とした場合、垂直500TV本の成分からなる。
【0017】
図1において、V−HPF21は、例えば図2(A)に示す如き周波数特性を有しており、1フィールドの250TV本以上の高域垂直周波数成分を周波数選択して乗算器23に供給する。乗算器23は予め設定された係数K(ただし、0≦K≦1)を、V−HPF21から入力された輝度信号の高域垂直周波数成分に乗算する。
【0018】
一方、V−BPF22は、例えば図2(B)に示す如き周波数特性を有しており、250TV本を中心とする垂直周波数成分を周波数選択して乗算器24に供給する。乗算器24は予め設定された係数1−Kを、V−BPF22から入力された輝度信号の垂直周波数成分に乗算する。
【0019】
ここで、上記の乗算係数Kは、例えば図9に示した4画素を基本単位とする色フィルタを使用した場合、色フィルタ部W、G、Cy及びYeをそれぞれ透過した入射光に対する撮像素子出力信号が飽和したかどうかを、それぞれしきい値と比較することで検出し、どれか一つでも撮像素子出力信号が飽和した場合には、制御信号CTLにより”0”とされ、すべての撮像素子出力信号が非飽和している通常の場合は”1”とされる。
【0020】
従って、輝度フリッカが生じていない場合はK=1であるので、V−HPF21の出力輝度信号が乗算器23及び加算器25を通して水平方向低域フィルタ(H−LPF)26に供給される一方、V−BPF22の出力信号は乗算器24により遮断される。この場合の回路の総合周波数特性は、図2(C)にIで示される。
【0021】
これに対し、輝度フリッカが生じるような、4つの色フィルタ部の撮像素子出力信号のうち一つでも撮像素子出力信号が飽和した場合には、K=0であるので、V−HPF21の出力輝度信号が乗算器23により遮断される一方、V−BPF22により500TV本の輝度フリッカ成分が除去された信号が、乗算器24及び加算器25を通して水平方向低域フィルタ(H−LPF)26に供給される。この場合の回路の総合周波数特性は、図2(C)にIIで示される。加算器25の出力輝度信号は、H−LPF26により水平方向の高域周波数成分が除去されて出力される。
【0022】
なお、上記の乗算係数Kの制御は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、擬似的な輝度信号(一方のフィールドではw+g、他方のフィールドではcy+ye)を生成し、その擬似的な輝度信号が飽和レベルを越えている場合、その差の値に応じて、予め設定されたゲインカーブに従って乗算係数Kを可変制御するようにしてもよい。この場合の回路の総合周波数特性は、図2(C)のIとIIの間の例えばIIIで示す特性などが得られる。
【0023】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図3は本発明の第2の実施の形態のブロック図を示す。同図において、全画素読み出し方式の固体撮像素子(図示せず)より出力された画素信号を所定の信号処理して得られた輝度信号のうち、第1フィールドの輝度信号A2は直接に乗算器35に供給され、1H遅延されて輝度信号A1として乗算器33に供給され、2H遅延されて輝度信号A0として乗算器31に供給される。
【0024】
また、第2フィールドの輝度信号は、1H遅延されて輝度信号B1として乗算器34に供給され、2H遅延されて輝度信号B0として乗算器32に供給される。乗算器31及び35は入力輝度信号に乗算係数K3を乗算する回路であり、乗算器32及び34は入力輝度信号に乗算係数K2を乗算する回路であり、更に乗算器33は、入力輝度信号に乗算係数K1を乗算する回路である。
【0025】
乗算器31〜35の出力信号は加算器36に供給され、ここで加算合成されて出力される。乗算器31〜35の各乗算係数は、制御信号CTLにより制御される。この制御信号CTLにより、状況に応じて乗算係数K1、K2及びK3の値が制御される。例えばK1=0.5、K2=0、K3=−0.25とすることにより、V−BPF特性が付与された輝度信号が加算器36から出力される。また、例えばK1=0.5、K2=−0.125、K3=−0.125とすることにより、V−BPF特性とV−HPF特性の合成特性が付与された輝度信号が加算器36から出力される。
【0026】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。図4は本発明になる撮像装置における輝度信号処理回路の第1実施例の構成図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付してある。図4は第1の実施の形態の実施例で、V−HPF21はシフトレジスタ41〜46、加算器47〜50及び減算器51から構成されている。また、V−BPF22は、シフトレジスタ52〜54、加算器55及び減算器56から構成されている。
【0027】
図4において、全画素読み出し方式の固体撮像素子(図示せず)より出力された画素信号を所定の信号処理して得られた輝度信号のうち、第1フィールドの輝度信号A2はシフトレジスタ45に供給されて、4ビット右方向にシフトされ、値が1/16倍とされる一方、シフトレジスタ54に供給されて、2ビット右方向にシフトされ、値が1/4倍とされる。
【0028】
また、輝度信号A2を1H遅延して得られた輝度信号A1は、シフトレジスタ43に供給されて、2ビット右方向にシフトされ、値が1/4倍とされる一方、シフトレジスタ53に供給されて、1ビット右方向にシフトされ、値が1/2倍とされる。更に、輝度信号A2を2H遅延して得られた輝度信号A0は、シフトレジスタ41に供給されて、4ビット右方向にシフトされ、値が1/16倍とされる一方、シフトレジスタ52に供給されて、2ビット右方向にシフトされ、値が1/4倍とされる。
【0029】
また、第2フィールドの輝度信号は、1H遅延されて輝度信号B1とされて、シフトレジスタ44に供給されて、2ビット右方向にシフトされ、値が1/4倍とされる。輝度信号B1を1H遅延して得られた輝度信号B0は、シフトレジスタ42に供給されて、2ビット右方向にシフトされ、値が1/4倍とされる。シフトレジスタ43の出力信号は、シフトレジスタ46に供給されて更に1ビット右方向へシフトされて加算器47に供給され、ここで遅延されていないシフトレジスタ43の出力信号と加算される。これにより、加算器47からは、値が3/8倍された輝度信号A1が取り出される。
【0030】
この加算器47の出力輝度信号A1は、加算器48から出力されたシフトレジスタ41の出力輝度信号A0とシフトレジスタ45の出力輝度信号A2との加算信号と加算器49において加算される。この加算器49の出力信号は減算器51に供給され、ここで加算器50から出力されたシフトレジスタ42の出力輝度信号B0とシフトレジスタ44の出力輝度信号B1との加算信号と差し引かれ、輝度信号の垂直方向の高域周波数成分が出力される。
【0031】
一方、シフトレジスタ53により1ビット右方向にシフトされて値が1/2倍とされた輝度信号A1は、加算器55から取り出された、シフトレジスタ52により2ビット右方向にシフトされて値が1/4倍とされた輝度信号A0と、シフトレジスタ54により2ビット右方向にシフトされて値が1/4倍とされた輝度信号A2との加算信号を減算器56において差し引かれ、これにより輝度信号の垂直方向の中域周波数成分が取り出される。
【0032】
次に、本発明の第2実施例について説明する。図5は本発明になる撮像装置における輝度信号処理回路の第2実施例の構成図を示す。同図中、4段縦続接続された1H遅延回路61a〜64aにより4H遅延された第1フィールドの輝度信号Aは、遅延されていない第1フィールドの輝度信号と加算器65aで加算され、また、1H遅延回路63aよりの3H遅延された第1フィールドの輝度信号と1H遅延回路61aよりの1H遅延された第1フィールドの輝度信号とは加算器66aで加算される。
【0033】
加算器65a、66aの各出力信号は乗算器67a、68aでそれぞれ乗算係数K3、K2と乗算された後加算器69aで加算される。また、1H遅延回路62aより取り出された2H遅延されている第1フィールドの輝度信号は、乗算器70aで乗算係数K1と乗算された後、減算器71aに供給され、ここで加算器69aよりの加算信号を差し引かれて出力される。
【0034】
第2フィールドの輝度信号Bも上記の第1フィールドの輝度信号と同じ処理を1H遅延回路61b〜64b、加算器65a、65b、69b、乗算器67b、68b、70b及び減算器71bよりなる回路により施される。
【0035】
なお、本発明は以上の実施の形態や実施例に限定されるものではなく、例えば色フィルタの構成は図9に限定されるものではなく、例えば図9の色フィルタ部Wに代えてマゼンタ光を透過する色フィルタ部Mgを設けた色フィルタでもよく、更には色フィルタ部G、Cy及びYeの3種類の色フィルタ部からなる色フィルタを用いることもできる。また、撮像装置は、全画素読み出し方式でなくてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、垂直方向のフィルタ特性を状況に応じて可変するようにしたため、垂直方向の解像度とS/Nのどちらを優先するかを状況に応じて付与した輝度信号を得ることができる。また、本発明によれば、垂直方向のフィルタ特性を輝度信号の飽和検出信号で切り換えるようにしたため、輝度信号の飽和時に発生する輝度フリッカを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のブロック図である。
【図2】図1の各部の周波数特性を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態のブロック図である。
【図4】本発明の第1実施例の構成図である。
【図5】本発明の第2実施の系の構成図である。
【図6】従来の一例のブロック図である。
【図7】図6の各部の信号波形図である。
【図8】全画素読み出し方式の固体撮像素子を用いた撮像装置の一例の概略構成図である。
【図9】色フィルタの一例を示す図である。
【符号の説明】
21 垂直方向高域フィルタ(V−HPF)
22 垂直方向低域フィルタ(V−BPF)
23、24、31〜35 乗算器
25、36、47〜50、55 加算器
26 水平方向低域フィルタ(H−LPF)
41〜46、52〜54 シフトレジスタ
51、56 減算器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a luminance signal processing circuit in an imaging device, and more particularly to a luminance signal processing circuit in an imaging device using a solid-state imaging device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an imaging apparatus using a solid-state imaging device, a vertical contour correction circuit is conventionally known as a circuit for processing a luminance signal of a video signal output from the solid-state imaging device. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the conventional luminance signal processing circuit. This conventional luminance signal processing circuit is a vertical contour correction circuit, and a luminance signal obtained by subjecting a video signal output from a solid-state imaging device (not shown) to a predetermined signal processing is 1H (H is a horizontal scanning period; the same applies hereinafter). The signals are delayed by a total of 2H by the delay circuits 1 and 2 and supplied to the adder 3, while being directly supplied to the adder 3 and added.
[0003]
The output signal of the adder 3 is halved in amplitude by the attenuator 4 to be a signal as shown by b in FIG. The subtracter 5 subtracts the output signal b of the attenuator 4 from the luminance signal shown by a in FIG. 7 and delayed by 1H by the 1H delay circuit 1, and outputs a contour correction signal shown by c in FIG. The output contour correction signal c of the subtractor 5 is supplied to the adder 6. The luminance signal a delayed by 1H by the 1H delay circuit 1 is added to the contour correction signal c by the adder 6, and a luminance signal whose vertical contour (edge) is emphasized as shown in FIG. Is output. FIG. 2B shows the emphasized frequency band when this vertical contour correction circuit is used in a conventional interline solid-state imaging device.
[0004]
On the other hand, an imaging apparatus using a solid-state imaging device of an all-pixel readout method has been conventionally known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-304678). FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an example of an imaging device using the solid-state imaging device of the all-pixel readout method. In the figure, a plurality of two-dimensionally arranged pixels are respectively formed in an imaging region 11 of a CCD imaging device using a charge transfer device (CCD) as a solid-state imaging device, and light incident through a color filter (not shown) is photoelectrically converted. A plurality of photosensors 12 for converting and accumulating signal charges are provided, and a plurality of vertical transfer CCDs 13 for vertically transferring signal charges from the photosensors 12 in each column among the plurality of photosensors 12 are provided. ing.
[0005]
The vertical transfer CCD 13 vertically transfers the signal charges from each pixel without mixing, and transfers the signal charges for two lines to the two horizontal transfer CCDs 14 and 15 arranged in parallel. The distribution of the signal charges to the two horizontal transfer CCDs 14 and 15 is performed by the distribution transfer gate 16 in line units. The horizontal transfer CCDs 14 and 15 are driven in two phases, horizontally transfer the signal charges from the vertical transfer CCD 13 and supply the signal charges to the output units 17 and 18 to output dot-sequential two-channel pixel signals. As described above, in the image pickup apparatus using the solid-state image pickup device of the all-pixel readout method, all the pixels are independently read out and transferred in one field period.
[0006]
Here, as shown in FIG. 9, four pixels of two pixels in the horizontal direction and two pixels in the vertical direction are used as a basic unit as a color filter on the incident light side of the imaging region 11 of the solid-state imaging device of the all-pixel readout method. In the first row, a color filter section W that transmits white light and a color filter section G that transmits green light are alternately arranged for each pixel pitch. In the second row, a color filter section Cy that transmits cyan light is provided. When a color filter unit Ye that transmits yellow light is used alternately at every pixel pitch, a signal component of white light transmitted through the color filter units W and G is used in the first field (A field). A luminance signal is obtained from a signal component w + g (= r + 2g + b), which is the sum of w and the green light signal component g.
[0007]
In the second field (B field), a luminance signal is obtained by a signal component cy + ye (= r + 2g + b), which is a sum of a signal component cy of cyan light and a signal component ye of yellow light transmitted through the color filter portions Cy and Ye. . Note that r, g, and b are output signals of the CCD image sensor for red light, green light, and blue light.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the relationship between the intensity of the incident light and the signal level obtained by photoelectrically converting the light transmitted through the color filter unit by the CCD image sensor in each of the four color filter units W, G, Cy, and Ye. Are not the same, and the incident light intensity when the output level reaches a saturation level at which the output level is saturated is different.
[0009]
Therefore, if any one of the image sensor output signals for the incident light transmitted through the four color filter units W, G, Cy, and Ye is saturated, the first field and the second field are used. As a result, the balance of the luminance signal is lost, and a level difference between fields occurs as flicker of the luminance signal.
[0010]
However, when the conventional luminance signal processing circuit shown in FIG. 6 is applied for reading out all pixels, the added amount of the contour component can be varied, but the contour component can be varied according to the situation. As a result, the flicker of the luminance signal could not be suppressed.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a luminance signal processing circuit in an imaging device capable of changing a contour component in a vertical direction according to a situation.
[0012]
It is another object of the present invention to provide a luminance signal processing circuit in an imaging device capable of suppressing luminance flicker.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a filter circuit that receives a luminance signal obtained by performing predetermined signal processing on a pixel signal output from a solid-state imaging device and provides a predetermined frequency characteristic in a vertical direction. And characteristic varying means for substantially varying the frequency characteristic of the filter circuit in accordance with the situation of the luminance signal.
[0014]
According to the present invention, the vertical frequency characteristics of the luminance signal are varied according to the state of the luminance signal. Therefore, it is possible to obtain a luminance signal in which the contour component in the vertical direction is varied according to the state of the luminance signal.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a luminance signal processing circuit in an imaging device according to the present invention. In this embodiment, a luminance signal processing circuit applied to a well-known all-pixel readout imaging apparatus performs predetermined signal processing on a pixel signal output from an all-pixel readout solid-state imaging device (not shown). The obtained luminance signal is supplied to a vertical high-pass filter (V-HPF) 21 and a vertical band-pass filter (V-BPF) 22.
[0016]
Here, as color filters arranged on the incident light side of the imaging region of the solid-state imaging device, for example, the four color filter units W, G, Cy, and Ye shown in FIG. When a color filter having four pixels arranged at a two-pixel pitch as a basic unit is used, the input signals of the V-HPF 21 and the V-BPF 22 are solid-state imaging of incident light transmitted through the color filter units W and G in the first field. The output pixel signals of the elements are dot-sequential signals alternately synthesized in time series for each pixel, and the second field is the output pixel signal of the solid-state imaging element with respect to the incident light transmitted through the color filters Cy and Ye. Are dot-sequential signals alternately synthesized in time series for each pixel. The flicker of the luminance signal is caused by the level difference between the fields. Therefore, when 250 TV lines are used in one field, the vertical signal includes 500 TV vertical components.
[0017]
In FIG. 1, the V-HPF 21 has frequency characteristics as shown in FIG. 2A, for example, and selects a high frequency vertical frequency component of 250 TV or more in one field and supplies it to the multiplier 23. The multiplier 23 multiplies the high frequency vertical frequency component of the luminance signal input from the V-HPF 21 by a preset coefficient K (where 0 ≦ K ≦ 1).
[0018]
On the other hand, the V-BPF 22 has a frequency characteristic as shown in FIG. 2B, for example, and selects a vertical frequency component centered on 250 TV lines and supplies it to the multiplier 24. The multiplier 24 multiplies the vertical frequency component of the luminance signal input from the V-BPF 22 by a preset coefficient 1-K.
[0019]
Here, the multiplication coefficient K is, for example, when a color filter having four pixels as a basic unit shown in FIG. 9 is used, the output of the image sensor with respect to the incident light transmitted through the color filter units W, G, Cy, and Ye, respectively. Whether or not the signal has been saturated is detected by comparing it with a threshold value. If any one of the image sensor output signals is saturated, it is set to “0” by the control signal CTL, and all the image sensors are In a normal case where the output signal is not saturated, it is set to “1”.
[0020]
Therefore, when luminance flicker does not occur, K = 1, so that the output luminance signal of the V-HPF 21 is supplied to the horizontal low-pass filter (H-LPF) 26 through the multiplier 23 and the adder 25, while The output signal of the V-BPF 22 is cut off by the multiplier 24. The overall frequency characteristic of the circuit in this case is indicated by I in FIG.
[0021]
On the other hand, if even one of the image sensor output signals of the four color filter units causes saturation of the image sensor output signal, which causes luminance flicker, K = 0, so that the output brightness of the V-HPF 21 While the signal is blocked by the multiplier 23, the signal from which 500 TV luminance flicker components have been removed by the V-BPF 22 is supplied to a horizontal low-pass filter (H-LPF) 26 through a multiplier 24 and an adder 25. You. The overall frequency characteristic of the circuit in this case is indicated by II in FIG. The output luminance signal of the adder 25 is output after the high frequency components in the horizontal direction are removed by the H-LPF 26.
[0022]
The control of the multiplication coefficient K is not limited to the above embodiment. For example, a pseudo luminance signal (w + g in one field, cy + ye in the other field) is generated and the pseudo luminance signal is generated. When the actual luminance signal exceeds the saturation level, the multiplication coefficient K may be variably controlled according to a gain curve set in advance according to the value of the difference. In this case, as a total frequency characteristic of the circuit, for example, a characteristic indicated by III between I and II in FIG. 2C is obtained.
[0023]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows a block diagram of the second embodiment of the present invention. In the figure, among the luminance signals obtained by subjecting pixel signals output from a solid-state image pickup device (not shown) of an all-pixel readout method to predetermined signal processing, a luminance signal A2 of the first field is directly multiplied by a multiplier. The signal is delayed by 1H, supplied to the multiplier 33 as a luminance signal A1, and delayed by 2H and supplied to the multiplier 31 as a luminance signal A0.
[0024]
The luminance signal of the second field is delayed by 1H and supplied to the multiplier 34 as a luminance signal B1, and is delayed by 2H and supplied to the multiplier 32 as a luminance signal B0. The multipliers 31 and 35 are circuits that multiply the input luminance signal by a multiplication coefficient K3, the multipliers 32 and 34 are circuits that multiply the input luminance signal by a multiplication coefficient K2, and the multiplier 33 is a circuit that multiplies the input luminance signal by the input luminance signal. This is a circuit that multiplies the multiplication coefficient K1.
[0025]
The output signals of the multipliers 31 to 35 are supplied to an adder 36, where they are added and synthesized and output. Each multiplication coefficient of the multipliers 31 to 35 is controlled by the control signal CTL. The control signal CTL controls the values of the multiplication coefficients K1, K2, and K3 depending on the situation. For example, by setting K1 = 0.5, K2 = 0, and K3 = −0.25, a luminance signal provided with the V-BPF characteristic is output from the adder 36. Further, for example, by setting K1 = 0.5, K2 = −0.125, and K3 = −0.125, the luminance signal provided with the combined characteristic of the V-BPF characteristic and the V-HPF characteristic is output from the adder 36. Is output.
[0026]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described. FIG. 4 is a configuration diagram of a first embodiment of a luminance signal processing circuit in the imaging apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. FIG. 4 shows an example of the first embodiment. The V-HPF 21 includes shift registers 41 to 46, adders 47 to 50, and a subtractor 51. The V-BPF 22 includes shift registers 52 to 54, an adder 55, and a subtractor 56.
[0027]
In FIG. 4, among the luminance signals obtained by subjecting pixel signals output from a solid-state imaging device (not shown) of the all-pixel readout method to predetermined signal processing, the luminance signal A2 of the first field is stored in the shift register 45. It is supplied and shifted rightward by 4 bits to make the value 1/16 times, while being supplied to the shift register 54 and shifted rightward by 2 bits to make the value 1/4 times.
[0028]
The luminance signal A1 obtained by delaying the luminance signal A2 by 1H is supplied to the shift register 43 and shifted rightward by 2 bits, and the value is reduced to 1/4 times. Then, it is shifted rightward by one bit, and the value is reduced by half. Further, the luminance signal A0 obtained by delaying the luminance signal A2 by 2H is supplied to the shift register 41, and is shifted rightward by 4 bits to make the value 1/16 times, while being supplied to the shift register 52. Then, the data is shifted rightward by 2 bits, and the value is reduced to 1/4 times.
[0029]
Further, the luminance signal of the second field is delayed by 1H to be a luminance signal B1, supplied to the shift register 44, and shifted rightward by 2 bits, and the value is made 1/4 times. The luminance signal B0 obtained by delaying the luminance signal B1 by 1H is supplied to the shift register 42 and shifted rightward by 2 bits, and the value is reduced to 1/4 times. The output signal of the shift register 43 is supplied to the shift register 46, further shifted rightward by one bit, and supplied to the adder 47, where it is added to the output signal of the shift register 43 which has not been delayed. As a result, a luminance signal A1 whose value has been multiplied by 3/8 is extracted from the adder 47.
[0030]
The output luminance signal A1 of the adder 47 is added by the adder 49 to the addition signal of the output luminance signal A0 of the shift register 41 output from the adder 48 and the output luminance signal A2 of the shift register 45. The output signal of the adder 49 is supplied to a subtractor 51, where the addition signal of the output luminance signal B0 of the shift register 42 and the output luminance signal B1 of the shift register 44 output from the adder 50 is subtracted, and the luminance is subtracted. A vertical high frequency component of the signal is output.
[0031]
On the other hand, the luminance signal A1 shifted rightward by one bit by the shift register 53 and halved in value is taken out of the adder 55 and shifted rightward by two bits by the shift register 52 to be shifted in value by two bits. A subtractor 56 subtracts an addition signal of the luminance signal A0 that has been multiplied by 1/4 and the luminance signal A2 that has been shifted by 2 bits to the right by the shift register 54 and has a value of 1/4. A vertical middle frequency component of the luminance signal is extracted.
[0032]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment of the luminance signal processing circuit in the imaging apparatus according to the present invention. In the figure, the luminance signal A of the first field delayed by 4H by the 1H delay circuits 61a to 64a cascaded in four stages is added to the luminance signal of the first field which has not been delayed by the adder 65a. The luminance signal of the first field delayed by 3H from the 1H delay circuit 63a and the luminance signal of the first field delayed by 1H from the 1H delay circuit 61a are added by an adder 66a.
[0033]
The output signals of the adders 65a and 66a are multiplied by multiplier coefficients K3 and K2 in multipliers 67a and 68a, respectively, and then added in an adder 69a. The 2H-delayed luminance signal of the first field extracted from the 1H delay circuit 62a is multiplied by a multiplication coefficient K1 by a multiplier 70a, and then supplied to a subtractor 71a, where it is supplied from an adder 69a. The added signal is subtracted and output.
[0034]
The luminance signal B of the second field also performs the same processing as the luminance signal of the first field by a circuit including 1H delay circuits 61b to 64b, adders 65a, 65b, 69b, multipliers 67b, 68b, 70b, and a subtractor 71b. Will be applied.
[0035]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples. For example, the configuration of a color filter is not limited to FIG. 9. For example, a magenta light A color filter provided with a color filter portion Mg that transmits light may be used, or a color filter including three types of color filter portions G, Cy, and Ye may be used. Further, the imaging device does not have to be of the all-pixel reading method.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the filter characteristics in the vertical direction are made variable according to the situation, and therefore, the luminance which gives priority to the vertical resolution or S / N according to the situation is given according to the situation. A signal can be obtained. Further, according to the present invention, since the filter characteristics in the vertical direction are switched by the saturation detection signal of the luminance signal, luminance flicker generated when the luminance signal is saturated can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating frequency characteristics of each unit in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of an example of the related art.
FIG. 7 is a signal waveform diagram of each unit in FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an example of an imaging device using a solid-state imaging device of an all-pixel readout method.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a color filter.
[Explanation of symbols]
21 Vertical high-pass filter (V-HPF)
22 Vertical low-pass filter (V-BPF)
23, 24, 31 to 35 Multipliers 25, 36, 47 to 50, 55 Adder 26 Horizontal low-pass filter (H-LPF)
41-46, 52-54 Shift register 51, 56 Subtractor

Claims (4)

固体撮像素子から出力された画素信号に対し所定の信号処理を行って得られた輝度信号を受け、垂直方向の所定の周波数特性を付与するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の周波数特性を、前記輝度信号の状況に応じて実質的に可変する特性可変手段と
を有することを特徴とする撮像装置における輝度信号処理回路。
A filter circuit that receives a luminance signal obtained by performing predetermined signal processing on a pixel signal output from the solid-state imaging device, and provides a predetermined frequency characteristic in a vertical direction,
A luminance signal processing circuit in an imaging device, comprising: a characteristic varying unit that substantially varies a frequency characteristic of the filter circuit according to a state of the luminance signal.
前記フィルタ回路は、前記輝度信号が入力される垂直方向高域フィルタと、前記輝度信号が入力される垂直方向帯域フィルタとからなり、前記特性可変手段は、前記垂直方向高域フィルタの出力信号に係数Kを乗じる第1の乗算器と、前記垂直方向帯域フィルタの出力信号に係数(1−K)を乗じる第2の乗算器と、前記第1及び第2の乗算器の出力信号を加算合成する加算器とからなることを特徴とする請求項1記載の撮像装置における輝度信号処理回路。The filter circuit includes a vertical high-pass filter to which the luminance signal is input, and a vertical band-pass filter to which the luminance signal is input, and the characteristic varying unit outputs the vertical high-pass filter an output signal of the vertical high-pass filter. A first multiplier for multiplying by a coefficient K, a second multiplier for multiplying an output signal of the vertical bandpass filter by a coefficient (1−K), and an output signal of the first and second multipliers 2. The luminance signal processing circuit according to claim 1, further comprising an adder that performs the operation. 前記フィルタ回路は、第1フィールドの複数ラインの輝度信号が別々に入力される複数の第1の乗算器と、第2フィールドの複数ラインの輝度信号が別々に入力される複数の第2の乗算器と、前記第1及び第2の乗算器の各出力信号を加算合成する加算器とよりなり、前記特性可変手段は、前記第1及び第2の乗算器の乗算係数をそれぞれ前記輝度信号の状況に応じて可変する手段であることを特徴とする請求項1記載の撮像装置における輝度信号処理回路。The filter circuit includes a plurality of first multipliers to which luminance signals of a plurality of lines of a first field are separately input, and a plurality of second multipliers to which luminance signals of a plurality of lines of a second field are separately input. And an adder for adding and combining the respective output signals of the first and second multipliers. The characteristic varying means calculates the multiplication coefficients of the first and second multipliers respectively by the luminance signal. The luminance signal processing circuit according to claim 1, wherein the luminance signal processing circuit is a unit that changes according to a situation. 前記固体撮像素子の撮像領域の入射光側に設けられた色フィルタを構成する複数の色フィルタ部のいずれかを透過した入射光に対する前記固体撮像素子の出力信号が飽和したときは、前記特性可変手段により、垂直方向の高域周波数成分の除去された周波数特性の輝度信号を出力することを特徴とする請求1乃至3のうちいずれか一項記載の撮像装置における輝度信号処理回路。When the output signal of the solid-state imaging device with respect to the incident light transmitted through any of the plurality of color filter units constituting the color filter provided on the incident light side of the imaging region of the solid-state imaging device is saturated, the characteristic variable 4. The luminance signal processing circuit according to claim 1, wherein the luminance signal having a frequency characteristic from which a high frequency component in a vertical direction is removed is output by the means.
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