JPH0326087A - 映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー撮像デバイスより出力された色信号か
ら輝度信号を形或するための映像信号処理回路に関する
。

〔従来の技術〕

従来、かかる映像信号処理回路は第５図に示すものがあ
る．即ち、第５図において、ｌはカメラ等に設けられた
撮影レンズ、２は撮影レンズｌを通った被写体光学像を
受光する単板式のカラー撮像デバイスである． カラー撮像デバイス２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の分光特性を有する多数の受光エレメントを所
定の配列で形或して戒る受光領域と、これらの受光エレ
メントを所定タイξングに同期して点順次走査読出しす
ることにより、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の色信号
を時系列的に出力させる走査回路等を備えており、例え
ば、ＭＯＳ型固体撮像デバイスや電荷結合型固体撮像デ
バイス等が用いられている． ３は前置回路であり、カラー撮像デバイス２から出力さ
れた時系列の色信号■を受光エレメン１・の点順次走査
のタイミングに同期して相関二重サンプリングすること
により雑音成分等を除いた赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ
）の時系列的な色信号■′を出力する． そして、色分離回路４が時系列の色信号Ｉ′をマルチブ
レックス動作によって各色ごとの信号に分離し、ホワイ
トバランス回路５とガンマ補正回路６を介してマトリク
ス回路７に供給する．一方、ガンマ補正回路６より出力
された赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の色信号が高域輝
度信号発生回路８にも供給され、マルチブレクサ９で再
び上記相関二重サンプリングのサンプリング周波数に相
当する赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の時系列の輝度信
号Ｉｙを発生させた後、所定のカットオフ周波数ｆｃを
有する低域フィルタ１ｏに通すことにより高域輝度信号
ＹＨを形成し、マトリクス回路７へ供給する． マトリクス回路７は、ガンマ補正回路６がら供給される
赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の色信号から次式（１．
）の演算処理を行うことにより低域輝度信号ＹＬを形成
し、第６図に示すように、所定の低域周波数帯域０〜Ｅ
ｒａを低域輝度信号ＹＬ、高域周波数帯域ｆｖｂ〜ｆｃ
を高域輝度信号ＹＮの成分とする最終の輝度信号Ｙを形
成する。又、低域輝度信号ＹＬを用いて、色差信号Ｒ−
ＹＬ，ＢＹＬを形成し、所定のカットオフ周波数を有す
る低域フィルタ１１．１２を介して出力させる。

更に、標準テレビジョン方式のモニタテレビジゴン等で
画像再生する際に使用される同期信号Ｓを輝度信号Ｙに
挿入して出力する。

ＹＬ寓０．３ＯＲ　＋０．５９Ｇ　＋０．１１Ｂ（但し
、Ｒ，Ｇ，Ｂは色信号）　　・・・一　（１）〔発明が
解決しようとする課題〕 しかしながら、このような従来の輝度信号を形成するた
めの映像信号処理回路にあっては、被写体の色相が変化
する境界部分（色エッジ部分）に対応する輝度信号中に
偽信号が発生し、再生画像中に被写体の明るさとは異な
る縦縞などが生じる問題があった。

この問題点を更に第．７図に基づいて説明する．ここで
、第７図（Ａ）に示すように、左側が黄色（Ｙｅ）、右
側がシアン（Ｃｙ）に着色した被写体を、Ｒ，Ｇ，Ｂス
トライプフィルタを設けたカラー撮像デバイスで撮像す
る場合を例にとって述べる。

カラー撮像デバイスの第ｉ行目に配列された受光エレメ
ント群に発生した信号について代表して述べれば、第５
図の高域輝度信号発生回路８中のマルチブレクサ９から
出力される時系列の色信号Ｉｖは第７図（Ｂ）に示すよ
うな波形となる．即ち、被写体の黄色（Ｙｅ）の部分に
対しては、赤（Ｒ）と緑（Ｃ，）のフィルタを設けた受
光エレメントから色信号が発生し、青（Ｂ）のフィルタ
を設けた受光エレメントからは信号が発生しないので、
赤（Ｒ）と緑（Ｇ）に対して明るさに応じた“Ｈ”レベ
ルとなり、青ＣＢ）に対して“Ｌ”レベルとなるような
矩形波状の信号となる．一方、被写体のシアン（Ｃｙ）
の部分に対しては、緑（Ｇ）と青（Ｂ）のフィルタを設
けた受光エレメントカ＼ら色信号が発生し、赤（Ｒ）の
フィルタを設けた受光エレメントからは信号が発生しな
いので、緑（Ｇ）と青（Ｂ）に対して明るさに応じた“
Ｈ”レベル、赤（Ｒ）に対して゛１，　ＩＩレベルとな
るような矩形波状の信号となる。

そして、第７図（Ｂ）中の時点Ｌｃの近傍に示すように
、黄色（Ｙｅ）とシアン（Ｃｙ）の境目では、赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の点順次読み出しの順番が一定の
ままで色相が変化することから、黄色（Ｙｅ）及びシア
ン（Ｃｙ）の連続性が異なる波形となり、これが偽信号
の原因となる。

従来の高Ｍ輝度信号発生回路では、このような偽信号を
含んだ時系列の色信号Ｉ７を低域フィルタで帯域制限す
ることにより高域輝度信号としているが、第７図（Ｃ）
に示すような波形となり、偽信号成分を十分に除去する
ことができず、従来のこの高域輝度信号Ｙ９から形或し
た輝度信号Ｙで画像再生を行うと、色の境目に沿って縦
縞模様が生じることとなる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題に鑑みて威されたものであり、
被写体の色相の境目で偽信号を生じることの無い高域輝
度信号を形或することを目的とする． このような目的を達或するために本発明は、第ｌ図に示
すような回路を設けることで偽信号を除去することとし
た。

即ち、カラー撮像デバイスに所定配列で形成されている
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）またはそれらの補色の色
信号を発生する受光エレメント群から、所定のタイミン
グ周波数ｆ，で点順次走査読み出しすることにより得ら
れた時系列の輝度信号Ｙ′で高域輝度信号を形或する映
像信号処理回路において、 上記１つの色相に関する受光エレメントに対する点順次
走査の周波数１８をほぼ中心の周波数として比較的狭い
通過周波数帯域を有する周波数弁別手段に上記時系列の
輝度信号Ｙ′を通し、元の時系列の輝度信号Ｙ゜から、
該通過帯域を通過した信号Ｉ，の成分を相殺することに
より、被写体の色変化の境目に生じる偽信号を除去する
こととした。

〔作用〕

このような構戒を有する本発明によれば、偽信号成分を
上記周波数弁別手段で検波し、色信号中の偽信号成分を
この検波出力で相殺することができるので、偽信号成分
を大幅に低減した高域輝度信号を形成することができ、
鮮明な再生画像を提供することが可能となる。

尚、上記のような周波数弁別手段を直列に複数段設ける
ことにより、偽信号成分だけをより確実に検波するとよ
り効果的である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第２図に示すこの実施例は、電子スチルカメラやカメラ
一体型ビデオテーブレコーダ等に適用した場合の構戊を
示す．まず構或を説明すると、第２図において、１は撮
影レンズ、２は撮影レンズ１を通った被写体光学像を受
光する単板式のカラー固体撮像デバイスであり、例えば
第３図に示すように配列された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）のストライプフィルタを設けた受光エレメント群
を有する受光領域と、これらの受光エレメントに発生し
た画素毎の色信号を所定周波数の点順次走査によって読
み出すことで、時系列の色信号Ｉを出力させる走査回路
等を備えている． ３は前置回路であり、カラー撮像デバイス２から出力さ
れた時系列の色信号Ｉを受光エレメントの点順次走査の
タイξングに同期して相関二重サンプリングすることに
より雑音成分等を除いた赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）
の時系列的な色信号Ｉ′を出力する。

そして、色分離回路４が時系列の色信号ビをマルチプレ
ックス動作によって各色ごとの信号に分離し、ホワイト
バランス回路５とガンマ補正回路６を介してマトリクス
回路７に供給する。

一方、ガンマ補正回路６より出力された赤（Ｒ）、青（
Ｂ）、緑（Ｇ）の色信号が高域輝度信号を形成するため
の回路系統へも供給される．即ち、まず、マルチプレク
サ１３で再び上記相関二重サンプリングのサンプリング
周波数に相当した赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の時系
列の輝度信号Ｉ７を発生させ、バッファ回路１４及び抵
抗１５を介して低域フィルタ１６へ供給している。

低域フィルタ１６は、０〜３．５　ＭＨｚの範囲の低域
通過帯域と、４．７７　ＭＨｚを中心とする狭いトラ・
７プ（帯域除去）とを有する所謂トラップ付フィルタで
ある。この実施例では、固体撮像デバイス２の各受光エ
レメントに対する点順次走査の読み出し周波数ｆ，は１
４．３　ＭＨｚに設定されており、しかも第３図に示す
ように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のストライプフ
ィルタが水平走査方向に対して順番に繰り返して配列さ
れているので、各色相ごとの繰り返し周波数（ｒｓ÷３
）に相当する周波数ｆｘを４．７７　ＭＨｚを中心とす
る狭いトラップがこの低域フィルタｌ６に設けられてい
る。

この低域フィルタ１６から出力される信号Ｙ゛は、偽信
号抑圧回路へ供給される。即ち、信号Ｙはバッファ回路
１７を介して差動増幅器１８の非反転入力接点に供給さ
れると共に、他のバッファ回路１９にも供給され、図示
するように容量素子２０とコイル２１及び抵抗２２から
或る共振回路を介して差動増幅器１８の反転入力接点　
に供給される。この共振回路は、容量素子２０　　を約
３３ｐＦ，コイル２１を約３３μＨ１抵抗　２２を約１
ｋΩに設定することにより、中心周波数ｆ０を約４．７
７　ＭＨ２とする比較的狭い通過帯域を有するように設
計されている．尚、この通過帯域を広くする方が偽信号
の改善効果が上がるが、最終的に形成される高域輝度信
号Ｙ９の周波数特性が劣下するので、両者の効果を考慮
しながら各素子の定数を設定することが好ましい． 差動増幅器１８の出力信号はマトリクス回路７に供給さ
れる． 次に、かかる実施例の動作を第４図に示す波形図と共に
説明する． 撮像デバイス２から点順次走査読み出しによって出力さ
れ更に前置回路３で相関二重サンプリングによって形成
された時系列の色信号Ｉ゜は、色分離回路４ないしガン
マ補正回路６を通過する間に所定の補正処理が行われ、
各色相ごとの色信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）がマトリク
ス回路７へ供給されることとなり、従来例と同様の上記
式（１）に基づく演算処理で低域輝度信号ＹＬを形成さ
れる． 一方、この低域輝度信号ＹＬの演算処理と同時に、ガン
マ補正回路６からマルチプレクサ１３へ供給された色信
号は、例えば第７図（Ａ）に示す様な黄色とシアンの被
写体に対しては、第４図（Ａ）に示すような時系列の色
信号１ｙに変換され、低域フィルタｌ６を通過すること
によって更に第４図（Ｂ）に示すような信号Ｙ゜が発生
する。

第４図（Ｂ）に示すように、信号Ｙ”は被写体の色変化
の境目付近で振幅変化の大きな偽信号が残存しており、
バッファ回路１７を介して差動増幅器１８の一方の入力
接点に直接供給される。

又、信号Ｙ゛がバッファ回路１９を介して共振回路を通
過すると、第４図（Ｃ）に示すように、共振周波数ｆ．
の近傍の周波数成分から或る偽信号成分の信号Ｉ，が発
生し、差動増幅器１８の他方の入力接点に供給される． この結果、差動増幅器１８は、偽信号を含む信号Ｙ″か
ら偽信号成分だけの信号■アを減算処理し、この偽信号
成分だけが相殺除去されるので、受光エレメントから得
られた高域の輝度信号成分だけが出力される。そして、
第４図（Ｄ）に示すような偽信号の無いの高域輝度信号
Ｙｗをマトリクス回路７へ供給する． マトリクス回路７では、上述の低域輝度信号ＹＬと高域
輝度信号Ｙ。から、第６図に示すような周波数成分の最
終的な輝度信号Ｙを形成すると共に所定の同期信号Ｓを
加えて出力し、更に色差信号ＲＹｔ及びＢ−ＹＬを形成
して出力する．このように、この実施例によれば、高域
輝度信号中の偽信号威分を相殺して除去するので、単な
る低域フィルタ等で周波数帯域を制限する場合に較べて
、解像度の低下を招来することなく鮮明な画像を提供す
ることができる。又、この偽信号の相殺効果とあいまっ
て、他の雑音成分も相殺除去する効果も得られる． 又、周知のようにコントラストを強調するためのアバー
チャ回路を設けるビデオ機器の場合には、偽信号が更に
強調されることが無くなるので、効果が大きい。

尚、この実施例では、ストライブフィルタを設けた撮像
デバイスを適用した場合について説明したが、所定の繰
り返し配列からなるカラーフィルタを設けた撮像デバイ
スであれば本発明を適用することができる。又、Ｒ，Ｇ
，Ｂに対する補色系のカラーフィルタでも同様の効果を
得ることができる． 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、カラー撮像デバイ
スより得られた時系列の輝度信号Ｙ′エで高域輝度信号
を形成する映像信号処理回路において、１つの色相，に
関する受光エレメントに対する点順次走査の周波数１８
をほぼ中心の周波数として比較的狭い通過周波数帯域を
有する周波数弁別手段に上記時系列の輝度信号を通し、
元の時系列の輝度信号から、該通過帯域を通過した信号
の成分を相殺することにより、被写体の色相変化の境目
に生じる偽信号を除去することとしたので、解像度を落
とすことなく、鮮明な画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理構成を説明するためのブロック図
； 第２図は本発明の一実施例の構或を示す回路図；第３図
は実施例におけるカラーフィルタの配列例を示す説明図
； 第４図は実施例の作動を説明するための波形図：第５図
は従来例の構或を示す従来例説明図；第６図は輝度信号
の周波数特性を示す説明図；第７図は従来例の問題点を
説明するための説明図である。 図中の符号： ７；マトリクス回路 １３；マルチブッレクサ １７，１９；バンフ１回路 低域フィルタ 差動増幅器 容量素子 コイル 抵抗 第 ４ 図 第 ７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カラー撮像デバイスに所定配列で形成されている赤、緑
   、青またはそれらの補色の色信号を発生する受光エレメ
   ント群から、所定のタイミング周波数で点順次走査読み
   出しすることにより得られた時系列の色信号で高域輝度
   信号を形成する映像信号処理回路において、 前記１つの色相に関する受光エレメントに対する点順次
   走査の周波数をほぼ中心周波数として比較的狭い通過周
   波数帯域を有しており、前記時系列の輝度信号から該通
   過周波数帯域の信号成分を検波して検波信号を出力する
   周波数弁別手段と、元の時系列の輝度信号から上記検波
   信号の成分を相殺する手段とを備えたことを特徴とする
   映像信号処理回路。