JP3651477B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

Description

本発明は画像信号処理装置に係り、特にＮＴＳＣ方式等の標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度を得る、医療用や工業用の硬性内視鏡に最適な画像信号処理装置に関する。

硬性内視鏡は直径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍ程度のステンレス製の筒状の中に複数のレンズの組み合わせによって構成される内視鏡である。特に医療の分野でこの硬性内視鏡を用いた手術は、低侵襲性から安全性が高く、術後の回復が早い等の利点より近年急速に普及してきているものである。かかる硬性内視鏡を用いた手術は、通常、硬性内視鏡に装着したＮＴＳＣ方式の撮像装置（以下、テレビカメラともいう）で被写体を撮像し、得られた画像信号をテレビジョン受像機でモニターしながら行われる。

上記の手術の安全性をより向上させるためには、テレビカメラの出力画像信号の高解像度化、高画質化が必要とされている。
そのため、硬性内視鏡に装着したＮＴＳＣ方式のテレビカメラは当初、一つの固体撮像素子を用いた単板式が用いられていたが、近年は高画質化のために光の３原色それぞれ独立に３枚の固体撮像素子を用いた３板式のテレビカメラが用いられるようになってきている。

ＮＴＳＣ方式の３板テレビカメラでは、水平方向解像度に関しては空間画素ずらし法を用いることによって、約７５０ＴＶ本まで高められているが、垂直解像度に関してはＮＴＳＣ方式の有効走査線数が４８５本であること、２：１インターレース走査を行うことなどのために約３５０本が限界になる（例えば、特許文献１参照。）。従って、より高解像度を実現するためには、ＮＴＳＣ方式のテレビカメラではなく、より走査線数の多い方式のテレビカメラを使用する必要がある。

特開平５−３１６５２２号公報

ＮＴＳＣ方式よりも走査線数の多いテレビカメラとしては、ＮＴＳＣ方式の約２倍の走査線数を持つ、ハイビジョン方式などのＨＤＴＶ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴＶ）方式のテレビカメラが従来より知られている。このＨＤＴＶ方式のテレビカメラとしては、放送局用と業務用が商品化されているが、ＮＴＳＣ方式用テレビカメラに比べ放送局用で約５倍、業務用で約２．５倍の画素数が必要とされるために、その撮像素子の光学サイズは小さいもので２／３インチであり、ＮＴＳＣ方式の民生用テレビカメラの主流となっている１／３インチに比べ装置が大きく、また重いものとなってしまう。従って、テレビカメラの操作を手動で行う硬性内視鏡用テレビカメラとしては、上記のＨＤＴＶ用テレビカメラは大型で重量が重いために不向きであるという問題がある。

一方、硬性内視鏡から得られる映像は、円形で視野を広く取る必要があるので、撮像素子に結像される画額は撮像素子の有効画素領域に外接するように、又は外接と内接の中間に設定される。従って、ＮＴＳＣ方式のテレビカメラの場合、内視鏡から得られる映像は、図１６（Ａ）に１で示すように撮像素子の有効画素領域２に対して内接するか、同図（Ｂ）に３で示すように撮像素子の有効画素領域２に対して内接と外接の中間の設定とされる。

これに対し、仮にＨＤＴＶ方式のテレビカメラを硬性内視鏡に使用する場合は、ＨＤＴＶ方式ではアスペクト比が１６：９のワイドな有効画素領域を持つので、内視鏡から得られる映像は、図１６（Ｃ）に４で示すように撮像素子の有効画素領域５に対して内接するか、同図（Ｄ）に６で示すように撮像素子の有効画素領域５に対して内接と外接の中間の設定とされる。従って、図１６（Ａ）〜（Ｄ）からわかるように、硬性内視鏡にＨＤＴＶ方式テレビカメラを用いたときは、同図（Ｃ）の場合は撮像素子の有効画素領域５の不使用部分が多く、また同図（Ｄ）の場合は撮像不可な領域が多過ぎ、１６：９のワイドアスペクト比は全く無駄になってしまう。

また、従来の画像信号処理装置では日付、時間、テレビカメラの各種モード情報等のキャラクタ（文字や記号）を画像と同時に出力する場合は、図１７に示すように画面の垂直ブランキング領域７と有効画像領域８のうち、有効画像領域８の一部分にキャラクタ画
像９を有効画像にミックスして表示するようにしている。このため、従来はキャラクタ画像９がミックスしている部分の有効画像情報が欠落する。硬性内視鏡による手術では画像中心部の情報だけでなく、周辺部の情報も手術の安全上重要であり、上記の有効画像情報の欠落は問題である。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、標準テレビジョン方式とアスペクト比が同一で、かつ、垂直解像度を向上した画像信号を出力し得る撮像装置を用いる際に、有効画像の欠落無くキャラクタ画像を表示し得る画像信号処理装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、以下１）〜２）に記載の手段よりなる。
すなわち、
１）標準テレビジョン方式とアスペクト比が同一で、かつ、前記標準テレビジョン方式よりも垂直解像度を向上した画像信号を出力し得る撮像装置に用いる画像信号処理装置であって、
被写体からの入射光を少なくとも３原色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系からの各原色光を受光して原色信号を得ると共に、それぞれ標準テレビジョン方式のアスペクト比に相当する複数の画素からなり、かつ、互いの垂直方向の画素位置が特定の位置関係となるように配置された複数の固体撮像素子と、
前記複数の固体撮像素子の出力原色信号から前記標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度を有し、かつ、ＨＤＴＶスタジオ規格の水平走査周波数の画像信号を生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段の出力画像信号に前記ＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号を付加して出力する第１の付加手段と、
前記第１の付加手段により前記ＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号が付加された画像信号の前記標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度に相当する有効画像走査期間以外の走査期間、かつ、垂直ブランキング期間以外の走査期間にキャラクタを付加する第２の付加手段と、
を有することを特徴とする画像信号処理装置
２）前記第２の付加手段は、前記標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度に相当する有効画像走査期間以外の前記ＨＤＴＶスタジオ規格の走査線番号の第４１ラインから第７２ライン間と、第６０３ラインから第６３５ライン間までのそれぞれの走査期間内の前記画像信号に前記キャラクタを付加することを特徴とする１）記載の画像信号処理装置。

本発明によれば、標準テレビジョン方式の画像信号に比べて垂直解像度の高い高精細度の画像信号を当該標準テレビジョン方式と同一のアスペクト比４：３で表示するに際し、有効画像走査期間以外の領域でキャラクタデータを表示させることができるため、有効画像を欠落させることなく、日付、時間、各種モード等の情報をキャラクタとして表示でき、よって、特に画像中心部の情報だけでなく周辺部の情報も手術の安全上重要な硬性内視鏡による手術の際に硬性内視鏡に取り付けられて使用するテレビカメラに適用したとき、有効画像の欠落が無いので特に好適である。

以下、本発明に係る画像信号処理装置の発明を実施するための最良の形態につき、好ましい実施例により説明する。
まず、本実施例に用いられる撮像装置について参考例を示して説明する。第１の参考例に適用される撮像装置は、ＮＴＳＣ方式に対応した撮像素子を複数使用してアスペクト比が４：３でＮＴＳＣ方式の垂直解像度の約２倍の６００〜７５０ＴＶ本の垂直解像度を有する画像信号を得るものである。

この第１の参考例の撮像装置は図１に示す色分解光学系を有し、その色分解光学系を構成する複数の固体撮像素子の画素が図２に示す配置関係とされている。また、第１の参考例に用いる画像信号処理については、第１の参考例の撮像装置と図３〜図５に示す信号処理回路によって構成される。

まず、撮像装置の色分解光学系について図１と共に説明するに、この色分解光学系は、入射光から青色（Ｂ）光成分を取り出すためのＢプリズム１０と、Ｂプリズム１０からダイクロイック膜１０ａを透過した光から赤色（Ｒ）光成分を取り出すためのＲプリズム
１２と、Ｒプリズム１２の透過光から緑色（Ｇ）光成分を取り出すためのＧプリズム１４と、Ｇプリズム１４に設けられたハーフミラー１６と、Ｂプリズム１０からダイクロイック膜１０ａ及びＢプリズム１０の入射面でそれぞれ反射されて取り出された青色光がＢトリミングフィルタ１３を通して入射される青色用固体撮像素子１９Ｂと、Ｒプリズム１２のダイクロイック膜１２ａ及びＲプリズム１２の入射面でそれぞれ反射されて取り出された赤色光がＲトリミングフィルタ１５を通して入射される赤色用固体撮像素子１９Ｒと、ハーフミラー１６で反射され、Ｇトリミングフィルタ１７を通して緑色光が入射される第１の緑色用固体撮像素子１９Ｇ１と、ハーフミラー１６及びＧトリミングフィルタ１８をそれぞれ透過した緑色光が入射される第２の緑色光用固体撮像素子１９Ｇ２とより構成されている。

固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒ、１９Ｇ１及び１９Ｇ２はそれぞれ電荷結合素子（ＣＣＤ）により構成されており、ＮＴＳＣ方式のアスペクト比４：３に相当する例えば水平方向７６８画素、垂直方向４９４画素から構成されている。

また、固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒ、１９Ｇ１及び１９Ｇ２は、図２に示す画素配列になるように配置されている。図２において、大文字Ｇ、Ｂ、Ｒは奇数フィールド、小文字ｇ、ｂ、ｒは偶数フィールドでそれぞれ読み出される画素であり、また、「Ｇ」及び「ｇ」は緑信号、「Ｒ」及び「ｒ」は赤信号、「Ｂ」及び「ｂ」は青信号をそれぞれ示している。また、大文字の「１」、「２」は、２枚のＧ用固体撮像素子１９Ｇ１及び１９Ｇ２からそれぞれ読み出された画素であることを示している。更に「ｒｂ」及び「ＲＢ」はＲ信号とＢ信号が同時に、かつ、別々にそれぞれの固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒから読み出された画素である。

Ｇ用の固体撮像素子１９Ｇ１及び１９Ｇ２は、図２に示すように、垂直方向に１画素ずらし、かつ、水平方向に１／２画素ピッチずらして配置されている。しかし、これだけでは垂直解像度はＧ用固体撮像素子１９Ｇ１及び１９Ｇ２の持つ画素相当の解像度しか得
られないため、解像力向上のために、Ｂ用及びＲ用の固体撮像素子１９Ｂ及び１９Ｒを、一方のＧ用の固体撮像素子に対して１／２画素ピッチ垂直方向にずらして配置している。

画像の垂直解像度を決定する輝度信号（Ｙ）は、例えば国際電気通信連合（ＩＴＵ）で規定されたＨＤＴＶスタジオ規格（ＩＴＵ−Ｒ勧告７０９）では、
Ｙ＝０．２１２Ｒ＋０．７０１Ｇ＋０．０８７Ｂ （１）
で表されるため、Ｇ信号により主として決定されるが、Ｒ信号及びＢ信号にも依存している。このため、Ｒ用固体撮像素子１９Ｒ及びＢ用固体撮像素子１９Ｂを有効利用して輝度信号Ｙを生成することにより、垂直解像度の向上を図ることができる。なお、Ｇ用固体撮像素子１９Ｇ１及び１９Ｇ２を互いに水平方向に１／２画素ピッチずらしたのは、水平解像度向上のためである。

４枚の固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒ、１９Ｇ１及び１９Ｇ２は同時駆動されるようにされているから、図２において（ｍ，ｎ）の同じ画素が同時に読み出される。例えば、Ｇ１ｍ，ｎ、Ｇ２ｍ，ｎ、ＲＢｍ，ｎ（＝Ｒｍ，ｎ、Ｂｍ，ｎ）の４つは奇数フィールドで
同時に読み出される。

各固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒ、１９Ｇ１及び１９Ｇ２からの撮像信号の読み出し処理は、図３に示す信号処理回路によって行われる。同図において、Ｂ用とＲ用の各固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒから取り出され、図示しないＡ／Ｄ変換器を通して得られたＢ画素データＤＢ及びＲ画素データＤＲは、フィールドメモリ２５、２６とフレーム合成回路２７、２８によりフレーム合成されて、対応する垂直高域フィルタ２９、３０へ入力される。垂直高域フィルタ２９、３０より取り出された垂直高域成分は、それぞれ加算器３１、３２に供給されて、次式により加算演算されて垂直高域周波数信号ＶＨ１、ＶＨ２が生成される。

一方、各入力ディジタル信号（画素データ）ＤＢ、ＤＲ、ＤＧ１及びＤＧ２はマトリクス回路３３に供給されて、以下の（４）式〜（７）式のマトリクス演算により輝度信号Ｙ１、Ｙ２、ｙ１及びｙ２を生成させる。

Ｙ１m,n＝0.701Ｇ１m,n＋｛0.212（Ｒm,n＋Ｒm+1,n）/2｝
＋0.087（Ｂm,n＋Ｂm+1,n）/2 （４）
Ｙ２m,n＝0.701Ｇ２m,n＋0.212Ｒm,n＋0.087Ｂm,n （５）
ｙ１m,n＝0.701ｇ１m,n＋｛0.212（ｒm,n＋ｒm+1,n）/2｝
＋0.087（ｂm,n＋ｂm+1,n）/2 （６）
ｙ２m,n＝0.701ｇ２m,n＋0.212ｒm,n＋0.087ｂm,n （７）
また、マトリクス回路３３は下記の（８）式〜（１１）式により色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）、（ｒ−ｙ）及び（ｂ−ｙ）を生成出力する。

（Ｒ−Ｙ）m,n＝Ｒm,n−Ｙm,n （８）
（Ｂ−Ｙ）m,n＝Ｂm,n−Ｙm,n （９）
（ｒ−ｙ）m,n＝ｒm,n−ｙm,n （１０）
（ｂ−ｙ）m,n＝ｂm,n−ｙm,n （１１）
マトリクス回路３３より出力された輝度信号Ｙ１及びｙ１は加算器３４に供給されて、加算器３１よりの信号と加算されることにより（１２）式で表される広帯域の高域付加信号Ｙ１*とされる。

Ｙ１*m,n＝Ｙ１m,n＋ＶＨ１m,n （１２）
また、マトリクス回路３３より出力された輝度信号Ｙ２及びｙ２は加算器３５に供給されて、加算器３２よりの信号と加算されることにより（１３）式で表される広帯域の高域付加信号Ｙ２*とされる。

Ｙ２*m,n＝Ｙ２m,n＋ＶＨ２m,n （１３）
切換スイッチ３６はフィールドパルスに基づいて、奇数フィールドは高域付加信号Ｙ１*を選択し、偶数フィールドはマトリクス回路３３の出力信号ｙ１をそのまま選択する。同様に、切換スイッチ３７はフィールドパルスに基づいて、奇数フィールドは高域付加信号Ｙ２*を選択し、偶数フィールドはマトリクス回路３３の出力信号ｙ２をそのまま選択する。

倍速変換回路３８はこれら切換スイッチ３６及び３７の出力信号とマトリクス回路３３の出力色差信号とに基づいて輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙをそれぞれ生成して出力する。この倍速変換回路３８自体は公知の回路で、例えば図４に示す如き構成とされている。図３の切換スイッチ３６及び３７からの輝度信号Ｙ１*とｙ１、Ｙ２*とｙ２は図４のラインメモリ４１、４３に入力され、また、図３のマトリクス回路３３からの色差信号（Ｂ−Ｙ）と（ｂ−ｙ）、（Ｒ−Ｙ）と（ｒ−ｙ）はそれぞれ図４のラインメモリ４６、５０に入力され、それぞれ１ライン分の画素データが格納される。

これらの入力信号の水平走査周波数は、ＨＤＴＶスタジオ規格信号の水平走査周波数ｆHの１／２倍の周波数の１６．８７５ｋＨｚである。ＮＴＳＣ方式の固体撮像素子の信号読み出し走査周波数は１５．７５ｋＨｚであるが、この値はｆH／２と概略同じであるので、格別な対策を講ずることなく使用できる。

ラインメモリ４１、４３、４６及び５０はそれぞれ１ライン分の入力画素データを格納した時点で、次段のラインメモリ４２、４４、４７及び４８、５１及び５２にそれぞれ高速で出力して格納させる。出力制御部５４の出力制御信号に基づいてラインメモリ４２、４４、４７及び４８、５１及び５２に格納された信号は、ＨＤＴＶスタジオ規格信号の水平走査周波数ｆHで読み出される。

ラインメモリ４２及び４４から読み出された画素データは切換スイッチ４５に入力され、ラインメモリ４７及び４８から読み出された画素データは切換スイッチ４９に入力され、ラインメモリ５１及び５２から読み出された画素データは切換スイッチ５３に入力される。切換スイッチ４５、４９及び５３は、それぞれ出力制御部５４からの制御信号により、入力画素データを１ライン毎に交互に選択出力して走査変換を行う。このようにして切換スイッチ４５、４９及び５３から得られた信号は、ＨＤＴＶスタジオ規格の水平走査周波数３３．７５ｋＨｚの信号となる。

上記の構成の倍速変換回路３８から上記のようにして取り出されたＨＤＴＶスタジオ規格の水平走査周波数３３．７５ｋＨｚの信号のうち、色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）はそれぞれ図５に示す乗算回路６１、６２に別々に入力されて所定の係数「０．６３５」、「０．５３９」を乗じられて色差信号ＰR、ＰBとされた後、加算器６４、６５で同期信号発生回路６３よりのＨＤＴＶスタジオ規格で定められた同期信号が付加されて出力端子６７、６８へ出力される。

また、これと同時に、倍速変換回路３８より出力されたＨＤＴＶスタジオ規格の水平走査周波数３３．７５ｋＨｚの輝度信号Ｙは、加算器６６で同期信号発生回路６３よりのＨＤＴＶスタジオ規格で定められた同期信号が付加されて出力端子６９へ出力される。このようにして得られる輝度信号Ｙは、例えば水平方向１５３６画素、垂直方向９８８画素の、ＮＴＳＣ方式の約４倍の画素数に相当する高解像度な信号である。しかも、上記Ｙ、ＰR及びＰBの各信号は、アスペクト比がＮＴＳＣ方式と同じ４：３であるため、ＨＤＴＶ信号とは異なり、円形の画像を撮像する硬性内視鏡用テレビカメラとして無駄になる画素を大幅に少なくでき、最適な高解像度テレビカメラが実現される。

以上説明した第１の参考例によれば、通常のＮＴＳＣ方式の３板テレビカメラに比し、撮像素子を１枚追加するだけでよいので、現行の硬性内視鏡用３板テレビカメラとほぼ同等のサイズと重量で実現できる。更に、このようにして得られた画像信号に対し、ＨＤＴＶスタジオ規格に定められる同期信号を付加して出力するので、手術の際に必要な記録がＨＤＴＶ信号記録装置を変更無しに使用することが可能である。ＨＤＴＶ信号記録装置にはＷ−ＶＨＳ方式ＶＴＲやＵＮＩＨＩ方式ＶＴＲがあり、特にＷ−ＶＨＳ方式ＶＴＲは民生用に開発された装置であるので、安価なシステム構成が可能になる。

次に、本発実施例に適用される撮像装置の第２参考例について説明する。この第２参考例の撮像素子及び画像信号処理回路は、ＮＴＳＣ方式に対応した撮像素子で、かつ、１フィールド間に全画素が読み出せる、いわゆる全画素タイプの撮像素子を複数使用して、ＮＴＳＣ方式の約２倍の垂直解像度を得るものである。

この第２の参考例の撮像装置は図６に示す色分解光学系を有し、その色分解光学系を構成する複数の固体撮像素子の画素が図７に示す配置関係とされている。また、第２の参考例の画像信号処理は、第２の参考例の撮像装置と図８に示す信号処理回路によって構成される。

まず、全画素読み出し方式の固体撮像素子（ＣＣＤ）について説明する。全画素読み出し方式のＣＣＤは、ＥＤＴＶ−II方式のようなノンインターレース方式や静止画像取り込み装置用に開発された撮像装置で、図９に示す構成とされている。２次元マトリクス状に配列された画素に相当する複数のフォトセンサ８０のうち、垂直方向に配列された複数のフォトセンサ８０毎に、対応する垂直転送ＣＣＤ８２に接続されている。垂直転送ＣＣＤ８２の出力側は、水平転送ＣＣＤ８３及び８４に接続されている。水平転送ＣＣＤ８３及び８４の出力側は、増幅器８５、８６を介して出力端子に接続されている。垂直転送用クロックとしてφＶ１、φＶ２、φＶ３が垂直転送ＣＣＤ８に入力され、水平転送用クロックとしてφＨ１、φＨ２が水平転送ＣＣＤ８３及び８４に入力されている。

この全画素読み出し方式ＣＣＤが通常の２画素混合読み出し方式ＣＣＤと相違する点は主に２つある。第１の相違点は、垂直方向に隣接する２つのフォトセンサ８０からの電荷信号が垂直転送ＣＣＤ８２で混合されない点である。第２の相違点は、垂直転送ＣＣＤ８２により垂直転送された電荷信号は、偶数ラインの画素を読み出すための水平転送ＣＣＤ８３と、奇数ラインの画素を読み出すための水平転送ＣＣＤ８４のそれぞれによって転送出力されるので、水平転送ＣＣＤが２つ並列に必要である点である。

通常の２画素混合読み出しＣＣＤに対して水平転送ＣＣＤが１本追加となるので、若干のコスト高となるが、１本当りの水平転送ＣＣＤの転送速度は通常の２画素混合読み出しＣＣＤの転送速度と同じでよいので、技術的な難易度は高くない。そこで、例えば水平方向７２４画素、垂直方向４９４画素の有効画素を持ち、アスペクト比４：３の全画素読み出し方式ＣＣＤを使用して、ＮＴＳＣ方式の約２倍の垂直解像度を得る撮像装置を実現する。

この第２の参考例で使用される撮像装置の色分解光学系は、図６に示すように、入射光から青色（Ｂ）光成分を取り出すためのＢプリズム１０と、Ｂプリズム１０からダイクロイック膜１０ａを透過した光から赤色（Ｒ）光成分を取り出すためのＲプリズム１２と、Ｒプリズム１２の透過光から緑色（Ｇ）光成分を取り出すためのＧプリズム２０と、Ｂプリズム１０からダイクロイック膜１０ａ及びＢプリズムの入射面でそれぞれ反射されて取り出された青色光がＢトリミングフィルタ１３を通して入射される青色用固体撮像素子２１Ｂと、Ｒプリズム１２のダイクロイック膜１２ａ及びＲプリズム１２の入射面でそれぞれ反射されて取り出された赤色光がＲトリミングフィルタ１５を通して入射される赤色用固体撮像素子２１Ｒと、Ｇプリズム２０及びＧトリミングフィルタ１８をそれぞれ透過した緑色光が入射される緑色用固体撮像素子２１Ｇとにより構成されている。

固体撮像素子２１Ｂ、２１Ｒ及び２１Ｇは、それぞれＣＣＤにより構成されており、ＮＴＳＣ方式のアスペクト比４：３に相当する、例えば水平方向７２４画素、垂直方向４９４画素から構成されている。これらの固体撮像素子２１Ｂ、２１Ｒ及び２１Ｇの画素配列は、図７に示す画素配列に設定されている。図７は図６に示した色分解光学系の光入射側から見た各センサの水平垂直方向の位置関係が示されている。図７において、「Ｒ、Ｂ」は固体撮像素子２１Ｂ及び２１Ｒそれぞれの画面上の画素配置位置、「Ｇ」は固体撮像素子２１Ｇの画面上の画素配置位置を示し、「ｎ，ｍ」は撮像素子における画素位置座標が（ｎ，ｍ）であることを示す。また、この撮像装置により得られた画像を表示する画面上の水平画素位置の順番を「ｋ」等、垂直方向のライン順は「ｊ」等で示す。

まず、垂直方向から説明すると、図７に示すように固体撮像素子２１Ｂ及び２１Ｒは固体撮像素子２１Ｇに対し垂直方向に１／２画素ピッチずらして配置されている。これにより、固体撮像素子２１Ｇの各ラインの間に固体撮像素子２１Ｂ及び２１Ｒの各ラインが位置することになり、全体としてライン数がＮＴＳＣ方式の約２倍となり、ＮＴＳＣ方式の垂直解像度の約２倍の垂直解像度を得ることができる。

次に、水平方向について説明すると、図７に示すように、固体撮像素子２１Ｂ及び２１Ｒは固体撮像素子２１Ｇに対し水平方向に１／２画素ピッチずらして配置されている。これにより、固体撮像素子２１Ｇの各画素の間に固体撮像素子２１Ｂ及び２１Ｒの各画素が位置することになり、全体として水平方向の画素数が約２倍となり、水平解像度を向上することができる。

画像の垂直解像度を決定する輝度信号Ｙは、第１の参考例で説明したように、Ｇ信号により主として決定されるが、Ｒ信号及びＢ信号にも依存するため、Ｒ用固体撮像素子２１Ｒ及びＢ用固体撮像素子２１Ｂを有効利用して輝度信号Ｙを生成することにより、垂直解像度の向上を図ることができる。

各固体撮像素子２１Ｒ、２１Ｂ及び２１Ｇからの撮像信号の読み出し処理は、図８に示す信号処理回路によって行われる。同図において、各固体撮像素子２１Ｂ、２１Ｒ及び２１Ｇから取り出されたＢ画素データＤＢ、Ｒ画素データＤＲ及びＧ画素データＤＧは、読み出し処理部７１に供給され、ここでＡ／Ｄ変換、倍速変換が行われた後、マトリクス回路７５に供給されて輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹＬ、Ｂ−ＹＬを生成させる。

ここで、マトリクス回路７５による低域輝度信号ＹＬの生成について説明する。マトリクス回路７５は図７に示した画面上における（２ｋ−１，ｊ）の位置、すなわち同図中のＧの位置におけるＲ信号とＢ信号の低域成分ＲＬ2k-1,j、ＢＬ2k-1,jを（１４）式、（１５）式に示すように周辺の４画素の平均値として生成し、更に、この低域成分ＲＬ2k-1,j、ＢＬ2k-1,jと帯域が近くなるように、Ｇ信号の低域成分ＧＬ2k-1,jを（１６）式に従って生成する。

そして、マトリクス回路７５はこのようにして算出した低域成分ＧＬ、ＲＬ及びＢＬを用いて（１）式に示したＨＤＴＶスタジオ規格の輝度信号と同様の次式により、低域輝度信号ＹＬ2k-1,jを生成する。

ＹＬ2k-1,j＝0.212ＲＬ2k-1,j＋0.701ＧＬ2k-1,j＋0.087ＢＬ2k-1,j (17)
このようにして生成された低域輝度信号ＹＬ2k-1,jの画面上における位置は、図７における（２ｋ−１，ｊ）のＧの位置となる。他のＧの位置にも同様にして生成された低域輝度信号ＹＬが位置する。図７に示すように、画面上のＧの位置は、水平方向では奇数番目にのみ位置するから、低域輝度信号ＹＬは水平方向では奇数番目にのみ位置する。

そこで、水平方向の偶数番目の画面上の画素位置には、水平方向の両隣の２つの画素の低域輝度信号ＹＬの平均値を低域輝度信号ＹＬ*として算出して補間する。従って、画面上の（２ｋ，ｊ）の位置の低域輝度信号ＹＬ*2k,jは次の（１８）式により算出される。

ＹＬ*2k,j＝（ＹＬ2k-1,j＋ＹＬ2k+1,j）／２ （１８）
このようにして生成された低域輝度信号ＹＬ及びＹＬ*（以下、特に断らない限り、ＹＬで低域輝度信号を総称する）により、画面水平方向には奇数フィールド（第１フィールド）の全画素位置の低域輝度信号ＹＬが生成されたことになる。

次に、高域輝度信号ＹＨの生成方法について説明する。この高域輝度信号ＹＨは、画面水平方向に関する水平高域輝度信号ＹＨＨと画面垂直方向に関する垂直高域輝度信号ＹＶＨからなる。マトリクス回路７５は水平高域輝度信号ＹＨＨを生成する。すなわち、マトリクス回路７５は画面水平方向の奇数番目の画素位置（図７のＧの位置）の水平高域輝度信号ＹＨＨを、その画素位置のＧ信号とその両隣のＧ信号を用いて生成する。例えば、ｊラインの２ｋ−１番目の画素位置の水平高域輝度信号ＹＨＨは、（１９）式に従って生成される。

また、マトリクス回路７５は画面水平方向の偶数番目の画素位置の水平高域輝度信号ＹＨＨについては、その画素位置のＲ信号の水平高域成分ＲＨＨとＢ信号の水平高域成分ＢＨＨの和の平均値として生成する。従って、例えば、ｊラインの２ｋ番目の画素位置の水平高域輝度信号ＹＨＨは、（２０）式に従って生成される。

これにより、奇数フィールドの全画素位置について水平高域輝度信号ＹＨＨが生成される。

次に、垂直高域輝度信号ＹＶＨの生成方法について説明する。前述したように、奇数フィールドに関しては、すべての画素位置に低域輝度信号ＹＬと水平方向高域輝度信号ＹＨＨが生成されている。しかし、偶数フィールドの全画素位置にはＹＬ、ＹＨＨのいずれも存在していない。従って、偶数フィールドの信号に奇数フィールドの位置にある信号から補間を行って輝度信号Ｙを生成しても、垂直解像度は向上しない。

そこで、この参考例では、垂直解像度の向上のために、偶数フィールドの各画素位置に輝度信号Ｙの垂直高域成分を生成する。すなわち、図８の読み出し処理部７１より取り出されたＢ信号の画素データＤＢは、垂直高域フィルタ７２に供給されて（２１）式によりＢ信号の垂直高域成分ＢＶＨが生成されると共に、読み出し処理部７１より取り出されたＲ信号の画素データＤＲは、垂直高域フィルタ７３に供給されて（２２）式によりＲ信号の垂直高域成分ＲＶＨが生成される。

垂直高域フィルタ７２及び７３より取り出された垂直高域成分ＢＶＨ及びＲＶＨはそれぞれ加算器７４に供給されて加算され、次の（２３）式により表される垂直高域輝度信号ＹＶＨが生成される。

以上のようにして得られた低域輝度信号ＹＬ、水平高域輝度信号ＹＨＨ及び垂直高域輝度信号ＹＶＨから、垂直解像度が高い輝度信号Ｙを生成する。奇数フィールドについては、マトリクス回路７５により同じ画素位置の低域輝度信号ＹＬと水平高域輝度信号ＹＨＨとを加算して得られた輝度信号Ｙを出力する。従って、ｊラインの２ｋ−１番目と２ｋ番目の各輝度信号は（２４）式で表される。

一方、偶数フィールドについては、マトリクス回路７５により生成された奇数フィールドの輝度信号Ｙに、図８の加算器７６において加算器７４からの垂直高域輝度信号ＹＶＨを加算して輝度信号Ｙを生成する。従って、ｊ＋５６３ラインの２ｋ−１番目と２ｋ番目の各輝度信号は（２５）式で表される。

図８の切換スイッチ７７はフィールドパルスに基づいて奇数フィールドはマトリクス回路７５より出力された（２４）式で表される輝度信号Ｙをそのまま選択し、偶数フィールドでは加算器７６で加算して得られた（２５）式で表される輝度信号Ｙを選択する。これにより、輝度信号Ｙの垂直解像度の向上が図られる。

また、マトリクス回路７５は、図示しない減算器を使用して、色差信号（Ｒ−ＹＬ）、（Ｂ−ＹＬ）を生成する。出力処理部７８は、マトリクス回路７５から出力された上記の色差信号（Ｒ−ＹＬ）及び（Ｂ−ＹＬ）と、切換スイッチ７７からの輝度信号Ｙとをそれぞれ入力信号として受け、これら入力信号別にＤ／Ａ変換してアナログ信号である色差信号（Ｒ−ＹＬ）及び（Ｂ−ＹＬ）と輝度信号Ｙを出力する。

これらアナログ信号である色差信号（Ｒ−ＹＬ）及び（Ｂ−ＹＬ）は、第１の参考例の図５に従って所定の係数「０．６３５」、「０．５３９」を乗じられた後、ＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号が付加されて色差信号ＰR、ＰBとされ、輝度信号Ｙは、同様に前記図５の構成によりＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号が付加されて輝度信号Ｙとされる。

この第２の参考例で得られた輝度信号Ｙは、例えば水平画素数１４４８画素、垂直画素数９８８画素のＮＴＳＣ方式の約４倍の画素数に相当する高解像度画像信号である。

以上より、この第２の参考例によれば、硬性内視鏡テレビカメラとして、ＨＤＴＶ方式に比し画像領域の無駄の少ない４：３のアスペクト比でＮＴＳＣ方式の約２倍の垂直解像度の画像信号が現行のＮＴＳＣ方式ＲＧＢ３板テレビカメラとほぼ同じサイズと重量で実現される。また、ＨＤＴＶ方式に対応した記録装置等の機材を変更無しに使用可能である。

ところで、ＨＤＴＶスタジオ規格では、フレーム当りの走査線数が１１２５本存在し、垂直ブランキングが９０本と定められている。一方、以上の参考例では４：３のアスペクト比でＮＴＳＣ方式の２倍の垂直解像度を得る画像信号に、上記ＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号を付加して出力するようにしているため、上記の画像信号のフレーム当りの垂直画素数を９８８画素としたときには、フレーム当り４７本（＝１１２５−９８８−９０）の有効画像走査線でも垂直ブランキングでもない無信号期間が存在する。

図１０はこの無信号期間の一例を示す図で、上記の各参考例の画像信号を表示すると、垂直ブランキング期間９０と有効画像領域９１の他に第４１ラインから第６３ラインまでと第６０３ラインから第６２６ラインまでの間に無信号期間９２が存在する。

ここで、現在商品化されているキャラクタジェネレータＩＣ（集積回路）には、キャラクタを垂直方向に１８ビット程度で構成するものがあるので、フレーム当り３６ラインあればキャラクタを表示できる。一方、上記したように、無信号期間９２は約４７本存在
するので、図１０に示すように、例えば第４３ラインから第６０ラインまでと第６０５ラインから第６２２ラインまでの領域９３を利用することにより、１行のキャラクタを表示することができる。

なお、図１０では画面上部にキャラクタを表示するように説明したが、画面下部にキャラクタを表示するように設定してもよい。ただし、ＶＴＲに記録再生する場合、画面下部に記録再生ヘッドの切換ポイントがあるので、切換ポイントの近くの走査線を避けた方が望ましい。また、いわゆるＷ−ＶＨＳ方式のＶＴＲでは第６０３ラインにタイムコードが記録されているので、第６０３ラインはキャラクタ表示領域として使用しない方がよい。

なお、従来のＮＴＳＣ方式の撮像装置の垂直方向の画素数は最低でも４８５画素であるので、この参考例では４：３のアスペクト比でＮＴＳＣ方式の２倍の垂直解像度を得る画像信号のフレーム当りの垂直画素数は最低でも９７０画素必要となる。この場合は前記無信号期間は最大となり、フレーム当り６５本（＝１１２５−９７０−９０）の無信号期間（ＨＤＴＶスタジオ規格の走査線番号の第４１ラインから第７２ライン間と、第６０３ラインから第６３５ライン間までのそれぞれの走査期間）が生じる。この場合の無信号期間を、キャラクタ表示領域として使用できることは勿論である。

次に、このキャラクタ表示を可能とした本発明の画像信号処理装置の実施例について説明する。図１１は本発明になる画像信号処理装置の実施例のブロック図を示す。この実施例の色分解光学系は、例えば図６に示した３枚の固体撮像素子２１Ｇ、２１Ｒ及び２１Ｂを用いた構成である。

図１１において、７４．２５ＭＨｚの基準クロックＣＫ０に同期して読出し制御部１５０により生成された読出し用クロックに基づいて固体撮像素子２１Ｇから読み出された奇数ラインＧ信号Ｇ１及び偶数ラインＧ信号Ｇ２、固体撮像素子２１Ｒから読み出された奇数ラインＲ信号Ｒ１及び偶数ラインＲ信号Ｒ２、固体撮像素子２１Ｂから読み出された奇数ラインＢ信号Ｂ１及び偶数ラインＢ信号Ｂ２は、それぞれ読出し処理部１００Ｇ、１００Ｒ及び１００Ｂに入力され、ここでＡ／Ｄ変換及び倍速変換処理が行われてＧ信号、Ｒ信号及びＢ信号に変換されて演算部２００に入力される。

読出し処理部１００Ｇ、１００Ｒ及び１００Ｂはそれぞれ同一構成で、図１２に１００で示す構成とされている。この読出し処理部１００の動作について説明するに、奇数ライン信号と偶数ライン信号はそれぞれプリアンプ（ＰＡ）１０２、１０４で前置増幅された後、基準クロックＣＫ０に同期して図１１に示した信号処理クロック発生部１７０により生成された１８．５６２５ＭＨｚの第２のクロックＣＫ２に基づいてＡ／Ｄ変換器１０６、１０８でアナログ−ディジタル変換され、更に２倍速変換回路１１０、１１２に供給され、ここで図１１のラインメモリ入出力制御部１６０により生成された書き込みパルスＣＫＷに基づいて内部のラインメモリに各ライン毎に書き込まれた後読み出しパルスＣＫＲに基づいて読み出され倍速変換処理される。

倍速変換処理された奇数ライン信号と偶数ライン信号は、切換スイッチ１１４に入力され、ここで、７４．２５ＭＨｚの基準クロックＣＫ０に同期して図１１の同期信号発生部１８０により生成された、ＨＤＴＶスタジオ規格信号の水平走査周波数ｆＨの１／２倍の周波数の１６．８７５ｋＨｚのライン切換パルスに基づいて交互に選択されて時系列的に合成され、ＨＤＴＶスタジオ規格信号の水平走査周波数ｆＨの原色信号としてライン順に出力される。従って、図１１の読出し処理部１００ＧからはＧ信号が、読出し処理部１００ＲからはＲ信号が、読出し処理部１００ＢからはＢ信号がそれぞれ取り出されて図１１の演算部２００に入力され、ここでＮＴＳＣ方式の約２倍の垂直解像度を持つ輝度信号Ｙと色差信号ＰＢ及びＰＲに変換される。

この演算部２００は、例えば図１３のブロック図に示す如き構成とされている。図１３と共に演算部２００の動作について説明するに、前記Ｇ信号、Ｒ信号、Ｂ信号は、対応する演算回路２０２、２０６、２１２に供給されて前記（１６）式、（１４）式、（１５）式に従う演算が行われた後、演算回路２１８に共通に入力され、ここで前記（１７）式に従って低域輝度信号ＹＬとして算出される。この低域輝度信号ＹＬは更に演算回路２２２に入力されて前記（１８）式に基づく演算を行われて低域輝度信号ＹＬ＊として生成される。

また、前記Ｇ信号、Ｒ信号、Ｂ信号は、対応する演算回路２０４、２０８、２１４に供給され、それぞれ水平高域成分ＧＨＨ、ＲＨＨ、ＢＨＨに算出される。演算回路２０８及び２１４から取り出された水平高域成分ＲＨＨ及びＢＨＨは、加算器２２６で加算された後、乗算回路２２８に供給されて係数１／２と乗算されることにより、前記（２０）式で表される画面水平方向の偶数番目の画素位置の水平高域輝度信号ＹＨＨとされる。この乗算回路２２６から出力された水平高域輝度信号ＹＨＨと、演算回路２０４から取り出された水平高域成分ＧＨＨ、すなわち、画面水平方向の奇数番目の画素位置の水平高域輝度信号ＹＨＨとは、それぞれ合成回路２２０で合成された後、加算器２３４へ出力される。

また、前記Ｒ信号、Ｂ信号は、対応する演算回路２１０、２１６に供給され、それぞれ前記（２２）式、（２１）式による演算によりＲ信号の垂直高域成分ＲＶＨ、Ｂ信号の垂直高域成分ＢＶＨに変換された後、演算回路２２４にそれぞれ入力されて前記（２３）式による演算が行われて、垂直高域輝度信号ＹＶＨとして生成される。この垂直高域輝度信号ＹＶＨは、スイッチ回路２３２により偶数フィールドのみ選択出力されて加算器２３４へ供給される。

加算器２３４は、合成回路２２０よりの画面水平方向の偶数番目の画素位置の水平高域輝度信号ＹＨＨと、合成回路２３０により演算回路２１８及び２２２の両出力低域輝度信号を合成して得られた低域輝度信号ＹＬと、スイッチ回路２３２を通過した垂直高域輝度信号ＹＶＨとをそれぞれ加算合成して、奇数フィールドのときは前記（２４）式で、また偶数フィールドのときは前記（２５）式で表される輝度信号Ｙを生成し、出力する。

一方、演算回路２０６、２１２より取り出されたＲ信号の低域成分ＲＬ、Ｂ信号の低域成分ＢＬは、減算器２３６、２３８に供給され、ここで演算回路２１８により前記（１７）式に従って生成された低域輝度信号ＹＬとそれぞれ減算されることにより、色差信号（ＲＬ−ＹＬ）、（ＢＬ−ＹＬ）とされる。この色差信号（ＲＬ−ＹＬ）、（ＢＬ−ＹＬ）は乗算回路２４０、２４２によりそれぞれ係数（１／１．５７６）、（１／１．８２６）を乗じられて出力される。

再び図１１に戻って説明するに、上記の演算部２００により演算して得られたＨＤＴＶスタジオ規格の水平走査周波数の輝度信号Ｙと２種類の色差信号は、それぞれ出力処理部３００に供給され、ここでＤ／Ａ変換されてそれぞれアナログ輝度信号Ｙとアナログ色差信号ＰＲ及びＰＢとされると共に、同期信号発生部１８０により基準クロックＣＫ０に同期して生成されたＨＤＴＶスタジオ規格の複合同期信号Ｃ．ＳＹＮＣが付加される。

図１４はこの出力処理部３００の一例のブロック図を示す。Ｄ／Ａ変換器３０２は演算部２００から出力された輝度信号Ｙを前記７４．２５ＭＨｚの基準クロックに基づいて、ディジタル・アナログ変換する。また、Ｄ／Ａ変換器３０４及び３０６はそれぞれ演算部２００から出力された色差信号（ＲＬ−ＹＬ）／１．５７６、（ＢＬ−ＹＬ）／１．８２６を、図１１に示した信号処理クロック発生部１７０により生成された、周波数３７．１２５ＭＨｚの第１のクロックＣＫ１に基づいてディジタル・アナログ変換する。

加算器３０８、３１０及び３１２は、それぞれＤ／Ａ変換器３０２、３０４及び３０６から出力されたアナログ輝度信号Ｙ、アナログ色差信号（ＲＬ−ＹＬ）／１．５７６、（ＢＬ−ＹＬ）／１．８２６にそれぞれ同期信号発生部１８０から出力されたＨＤＴＶスタジオ規格の複合同期信号Ｃ．ＳＹＮＣを所定期間に加算して輝度信号Ｙ、色差信号ＰＲ及びＰＢとして出力する。

図１１に戻って説明するに、出力処理部３００より出力された輝度信号Ｙ、色差信号ＰＲ及びＰＢのうち、輝度信号Ｙは加算器４２０に供給される。この実施例では１チップマイクロプロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）４００により制御されるキャラクタジェネレータ（ＣＧ）４１０を有する点に特徴がある。

ＣＧ４１０には、同期信号発生部１８０から出力されたＨＤＴＶスタジオ規格の図１５（Ａ）、（Ｃ）にそれぞれ示す垂直同期信号ＶＤと、図１５（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）にそれぞれ示す水平同期信号ＨＤとがそれぞれ入力され、キャラクタ発生の垂直方向のスタート位置、水平方向のスタート位置、及び表示するデータ（日時、時間、各種モードなど）がＣＰＵ４００により制御される。ここでは、ＶＤの立ち上がりから３７ライン後に表示スタートとされることにより、第４３ラインと第６０５ラインがキャラクタ表示のスタートとなる。なお、図１５（Ａ）、（Ｃ）の中の波形上部の数値は、ＨＤＴＶスタジオ規格の走査線番号を示す。

加算器４２０は上記の出力処理部３００からの図１５（Ｅ）に示す出力輝度信号（ＨＤＴＶ信号）にＣＧ４１０からのキャラクタデータを加算し、得られた輝度信号を出力する。これにより、図１０に示したように、無信号期間中にキャラクタデータが１行分表示されることとなる。従って、この実施例では、有効画像を欠落させることなく、日時、時間、各種モードなどの情報を表示したり、記録装置に記録することができる。また、ＨＤＴＶ方式に比し画像領域の無駄の少ない４：３のアスペクト比でＮＴＳＣ方式の約２倍の垂直解像度の画像信号が現行のＮＴＳＣ方式ＲＧＢ３板テレビカメラと同じサイズと重量で実現される。更に、ＨＤＴＶ方式に対応した記録装置等の機材を変更無しに使用可能である。

なお、本発明は以上の参考例の撮像装置に限定されるものではなく、例えば輝度信号Ｙを求める際に、垂直高域成分ＲＶＨ、ＢＶＨを奇数フィールド時に加算し、偶数フィールド時に非加算とした撮像装置に用いてもよい。

また、図３の参考例ではＢ画素データＤＢ及びＲ画素データＤＲの両方をそれぞれフレーム合成したが、少なくとも一方をフレーム合成し、そのフレーム合成信号から垂直方向の第１及び第２の高域周波数信号を抽出するようにしてもよい。また、垂直高域成分ＲＶＨ及びＢＶＨの一方のみを加算してもよい。更に、垂直高域輝度信号ＹＶＨは（２３）式に限らず、（２６）式により算出することも可能である。

本実施例に適用される撮像装置の第１の参考例の構成図である。 図１の撮像装置における固体撮像素子の画面での画素位置の一例を示す図である。 図１の撮像装置を有する画像信号処理回路のブロック図である。 図３中の倍速変換回路の一例のブロック図である。 図１の撮像装置を有する画像信号処理回路の出力側のブロック図である。 本実施例に適用される撮像装置の第２の参考例の構成図である。 図６の撮像装置における固体撮像素子の画面での画素位置の一例を示す図である。 図６の撮像装置を有する画像信号処理回路のブロック図である。 図６の撮像装置における固体撮像素子の読出し方式を説明する図である。 本実施例に適用される画像信号処理装置の画像表示画面の一例を説明する図である。 本実施例に適用される画像信号処理装置のブロック図である。 図１１中の読出し処理部の一例のブロック図である。 図１１中の演算部の一例のブロック図である。 図１１中の出力処理部の一例のブロック図である。 図１１の要部の動作説明用信号波形図である。 硬性内視鏡におけるＮＴＳＣ方式の映像及びＨＤＴＶ方式の映像と有効画素領域との関係を示す図である。 従来の画像信号処理装置における画像表示画面の一例を示す図である。

符号の説明

１０ Ｂプリズム
１２ Ｒプリズム
１３ Ｂトリミングフィルタ
１４、２０ Ｇプリズム
１５ Ｒトリミングフィルタ
１６ ハーフミラー
１７、１８ Ｇトリミングフィルタ
１９Ｂ、２１Ｂ 青色用固体撮像素子
１９Ｒ、２１Ｒ 赤色用固体撮像素子
１９Ｇ１、１９Ｇ２、２１Ｇ 緑色用固体撮像素子
２５、２６ フィールドメモリ
２７、２８ フレーム合成回路
２９、３０、７２、７３ 垂直高域フィルタ
３１、３２、３４、３５、７４、７６、４２０ 加算器
３３、７５ マトリクス回路
３６、３７、７７ 切換スイッチ
３８ 倍速変換回路
７１ 読出し処理部
７８ 出力処理部
９２ 無信号期間
９３ キャラクタ表示領域
１００Ｇ、１００Ｒ、１００Ｇ 読出し処理部
１５０ 読出し制御部
１６０ ラインメモリ入出力制御部
１７０ 信号処理クロック発生部
１８０ 同期信号発生部
２００ 演算部
３００ 出力処理部
４００ 中央処理装置（ＣＰＵ）
４１０ キャラクタジェネレータ（ＣＧ）

Claims (2)

1. 標準テレビジョン方式とアスペクト比が同一で、かつ、前記標準テレビジョン方式よりも垂直解像度を向上した画像信号を出力し得る撮像装置に用いる画像信号処理装置であって、
   被写体からの入射光を少なくとも３原色光に分離する色分離光学系と、
   前記色分離光学系からの各原色光を受光して原色信号を得ると共に、それぞれ標準テレビジョン方式のアスペクト比に相当する複数の画素からなり、かつ、互いの垂直方向の画素位置が特定の位置関係となるように配置された複数の固体撮像素子と、
   前記複数の固体撮像素子の出力原色信号から前記標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度を有し、かつ、ＨＤＴＶスタジオ規格の水平走査周波数の画像信号を生成する信号処理手段と、
   前記信号処理手段の出力画像信号に前記ＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号を付加して出力する第１の付加手段と、
   前記第１の付加手段により前記ＨＤＴＶスタジオ規格の同期信号が付加された画像信号の前記標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度に相当する有効画像走査期間以外の走査期間、かつ、垂直ブランキング期間以外の走査期間にキャラクタを付加する第２の付加手段と、
   を有することを特徴とする画像信号処理装置
2. 前記第２の付加手段は、前記標準テレビジョン方式の約２倍の垂直解像度に相当する有効画像走査期間以外の前記ＨＤＴＶスタジオ規格の走査線番号の第４１ラインから第７２ライン間と、第６０３ラインから第６３５ライン間までのそれぞれの走査期間内の前記画像信号に前記キャラクタを付加することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。

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