JPH0515116B2 - - Google Patents

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JPH0515116B2
JPH0515116B2 JP58118109A JP11810983A JPH0515116B2 JP H0515116 B2 JPH0515116 B2 JP H0515116B2 JP 58118109 A JP58118109 A JP 58118109A JP 11810983 A JP11810983 A JP 11810983A JP H0515116 B2 JPH0515116 B2 JP H0515116B2
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JP
Japan
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signal
signals
image
processing
memory
Prior art date
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JP58118109A
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Japanese (ja)
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JPS6012871A (en
Inventor
Yoshitaka Oota
Kazunori Oonishi
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Konica Minolta Inc
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Publication of JPS6012871A publication Critical patent/JPS6012871A/en
Publication of JPH0515116B2 publication Critical patent/JPH0515116B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はたとえばテレビジヨンのように水平走
査して画像を表現するときに用いるビデオカメラ
や電子スチルカメラなどの撮像素子やメモリから
の画像信号を走査方向変換手法を用いることによ
つてたとえば帯域制限や輪郭強調処理を効果的に
行うことができ、画質を向上させる二次元画像の
信号処理装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (a) Industrial Application Field The present invention is applicable to images from an image sensor or memory of a video camera or an electronic still camera used to express an image by horizontal scanning, such as in a television. The present invention relates to a two-dimensional image signal processing device that improves image quality by effectively performing, for example, band limiting and edge enhancement processing by using a signal scanning direction conversion method.

(ロ) 技術分野 近年画像処理の進歩も激しく、特に2次元画像
について、より高度な画質を得るための信号処理
をできるだけ簡便な装置でしかも種々の処理がで
きるような改良が進められている。たとえばビデ
オカメラやスチルカメラにおいては単管や単板を
用いて得た撮像信号からカラー信号を得ている
が、カラー信号を得る際、種々の処理、たとえば
帯域制限や輪郭強調のための処理などを行なうこ
とによつて画像向上をはかつている。二次元画像
の処理は構成が難しく一般にインタレース方式で
撮像した信号について前記帯域制限処理によつて
垂直偽色信号除去を行なう場合水平走査線を水平
方向に読出し、その後一走査線または二走査線ず
れた信号を取出して処理せねばならない。たとえ
上記の如く処理しても得られたものは完全ではな
く画像上問題も残つていた。
(b) Technical field In recent years, there has been rapid progress in image processing, and improvements are being made to enable signal processing to obtain higher image quality, especially for two-dimensional images, using equipment that is as simple as possible and capable of performing various types of processing. For example, in video cameras and still cameras, color signals are obtained from imaging signals obtained using a single tube or plate, but when obtaining the color signal, various processes are required, such as processing for band limitation and edge enhancement. By doing this, the image is improved. Processing of two-dimensional images is difficult to configure, and when vertical false color signals are removed by the above-mentioned band-limiting processing for signals captured using an interlaced method, horizontal scanning lines are read out in the horizontal direction, and then one or two scanning lines are read out. The shifted signal must be extracted and processed. Even if the image was processed as described above, the image obtained was not perfect and some problems remained in the image.

以下種々の画像処理のうち垂直方向の偽色信号
の除去処理について2次元画像処理について説明
する。
Two-dimensional image processing will be described below as a process for removing false color signals in the vertical direction among various types of image processing.

従来色分離するのに種々の方式が知られてお
り、単管式カメラに用いられる色分離方式には、
3電極方式、位相分離方式、ステツプエネルギ復
調方式、周波数分離方式などがある。
Conventionally, various methods are known for color separation, and the color separation method used for single-tube cameras includes:
There are three electrode methods, phase separation methods, step energy demodulation methods, frequency separation methods, etc.

3電極方式は、縦に配列されたRGBのストラ
イプフイルタに対応してビジコンの透明信号電極
を3分割することによつて色分離する方式で、分
離された3つの信号電極から3原色信号が独立し
て取り出されるので信号処理が簡単になり、色再
現性がよく、色むら(色シエーデイング)が目立
ちにくくダイナミツクレンジを広くできるなど多
くの利点があるが、透明信号電極が3分割である
ことから電極の製造が困難である。
The three-electrode method separates colors by dividing the transparent signal electrode of the vidicon into three parts corresponding to the vertically arranged RGB stripe filters, and the three primary color signals are independent from the three separated signal electrodes. It has many advantages, such as easier signal processing, better color reproducibility, less noticeable color shading, and a wider dynamic range.However, the transparent signal electrode is divided into three parts. Therefore, it is difficult to manufacture electrodes.

位相分離方式は縦に配列されたRGBのストラ
イプフイルタに対応して透明信号電極を2分割
し、この2分割した透明信号電極にオフセツトパ
ルスを印加しながら電子ビーム走査を行なうと、
RGBの点順次の映像信号と色分離の基準となる
基準位相信号との混合信号が得られ、この混合信
号に信号処理を施すことによつて映像信号と基準
位相信号とを分離し、その基準位相信号を用いて
色差信号を検波する方式である。白バランスがよ
く、色シエーデイングが目立ちにくく、ダイナミ
ツクレンジを広くできるなどの利点があるが、透
明信号電極の分割を要するのでやはり製造が困難
である。
In the phase separation method, a transparent signal electrode is divided into two parts corresponding to the vertically arranged RGB stripe filters, and an electron beam is scanned while applying an offset pulse to the two divided transparent signal electrodes.
A mixed signal of an RGB point-sequential video signal and a reference phase signal that serves as a reference for color separation is obtained, and by performing signal processing on this mixed signal, the video signal and the reference phase signal are separated, and the reference phase signal is separated from the reference phase signal. This method uses phase signals to detect color difference signals. Although it has advantages such as good white balance, less noticeable color shading, and wide dynamic range, it is still difficult to manufacture because it requires dividing the transparent signal electrode.

ステツプエネルギ復調方式はストライプフイル
タを用いて色分離を行なう方式で、信号処理が簡
単で電極の製造も困難ではないが、色分離のため
にストライプフイルタの繰り返し周波数の第2次
高調波までを要するので必要な帯域が他の方式よ
り大きくなるという問題がある。
The step energy demodulation method uses stripe filters to perform color separation, and although signal processing is simple and electrode manufacturing is not difficult, it requires up to the second harmonic of the repetition frequency of the stripe filter for color separation. Therefore, there is a problem that the required bandwidth is larger than other methods.

周波数分離方式は第1図に示すような交叉形の
ストライプフイルタを用い連続する2本の水平走
査により得られる映像信号の相関をとつて加減算
を行ない色分離をする方式で、ストライプフイル
タのピツチで決定される搬送波にて赤および青信
号が変調されてY信号と分離される。この方式は
光の利用率がよくて感度が高く、透明信号電極の
分割を必要としないので製造が容易であるなどの
利点があるが、色シエーデイング、ダイナミツク
レンジなどの問題がある。
The frequency separation method uses intersecting stripe filters as shown in Figure 1 to perform color separation by correlating the video signals obtained by two consecutive horizontal scans and performing addition and subtraction. The red and blue signals are modulated on the determined carrier wave and separated from the Y signal. This method has advantages such as good light utilization, high sensitivity, and easy manufacturing because it does not require dividing the transparent signal electrode, but it has problems such as color shading and dynamic range.

ところで、上述した単管式カメラの色分離方式
のうち周波数分離方式では垂直相関を利用して各
画素に対するR,G,B信号を作つているため
に、色相または輝度が急激に変化する部分で偽色
信号が発生し色相および輝度が変化してしまうこ
とがある。
By the way, among the color separation methods of the single-tube camera mentioned above, the frequency separation method uses vertical correlation to create R, G, and B signals for each pixel, so it is difficult to see where the hue or brightness changes rapidly. False color signals may occur and the hue and brightness may change.

垂直相関を利用した色分離の際の偽色信号発生
の問題は単板を用いたカラーカメラの色分離の場
合にも起る。単板カラーカメラの色分離には、通
常垂直方向にR,G,BまたはY,M,Cなどが
交互に配列されたストライプフイルタまたは垂直
方向および水平方向の両方向にR,G,Bが周期
的に変化するモザイクフイルタ(たとえばベイヤ
ー配列)が用いられ、いずれのフイルタを用いた
場合でも各画素の信号は次に同じ色の信号が現わ
れるまで保持される。ところがストライプフイル
タを用いた場合は問題はないが、モザイクフイル
タを用いた場合には単管の場合と同様の理由によ
り垂直方向に輝度または色相が変化する部分で偽
色信号が発生する。
The problem of false color signal generation during color separation using vertical correlation also occurs when color separation is performed in a color camera using a single plate. Color separation in a single-chip color camera is usually done using a stripe filter in which R, G, B or Y, M, C, etc. are arranged alternately in the vertical direction, or a stripe filter in which R, G, B is arranged periodically in both the vertical and horizontal directions. A mosaic filter (for example, a Bayer array) that changes in color is used, and no matter which filter is used, the signal of each pixel is held until the next signal of the same color appears. However, when a stripe filter is used, there is no problem, but when a mosaic filter is used, false color signals occur in areas where the brightness or hue changes in the vertical direction for the same reason as in the case of a single tube.

この点について第2図および第3図を用いて詳
細に説明する。
This point will be explained in detail using FIGS. 2 and 3.

第2図は水平方向に輝度が急激に変化する(黒
から白へ)場合で、第N走査上でのR,G,Bお
よび色信号であるI.Q信号は同図に示すようにな
る。この場合、ある画素の信号は次の同じ色の画
素まで保持され、そのラインにない色の信号はそ
の一本前のライン(第(N−1)走査線)の信号
がそのまま用いられる。I・Q信号中輝度が変化
する時点で現われる信号SHが偽色信号と呼ばれ、
現在の固体撮像素子は水平絵素数が350〜400程度
で7.2MHzのクロツクで読み出されるのでこの偽
色信号SHの周波数は3.85MHzとなる。ところが、
I信号には1.5MHz,Q信号には0.5MHzの帯域制
限が加えられているので、偽色信号SHは除去され
る。現在広く用いられている色フイルタの色変調
周波数が3.58MHzの単一周波数分離の撮像管の場
合も全く同じである。さらに絵素数の多い撮像板
や色変調周波数の高い撮像管では偽色信号の周波
数は高くなるのでやはり除去され問題はない。
FIG. 2 shows a case where the brightness changes rapidly in the horizontal direction (from black to white), and the R, G, B and IQ signals, which are color signals, on the Nth scan are as shown in the same figure. In this case, the signal of a certain pixel is held until the next pixel of the same color, and for the signal of a color not present in that line, the signal of the previous line ((N-1)th scanning line) is used as is. The signal S H that appears when the brightness changes in the I/Q signals is called the false color signal.
Current solid-state image sensors have approximately 350 to 400 horizontal picture elements and are read out using a 7.2MHz clock, so the frequency of this false color signal S H is 3.85MHz. However,
Since the I signal is limited to 1.5 MHz and the Q signal is limited to 0.5 MHz, the false color signal S H is removed. The same is true for single frequency separation image pickup tubes in which the currently widely used color filter has a color modulation frequency of 3.58 MHz. Furthermore, since the frequency of the false color signal is high in an image pickup plate with a large number of picture elements or an image pickup tube with a high color modulation frequency, the false color signal can be removed without any problem.

偽色信号の問題は垂直方向に輝度または色相が
変化する場合にも起る。第3図は垂直方向に輝度
が急激に変化する(黒から白)場合で、矢印方向
に見たB,R,G,I・Q信号は同図に示すよう
になる。この場合もI・Q信号に偽色信号SV
含まれる。この偽色信号SVの周波数は水平走査
周波数15.75KHzであるのでI・Q信号に対して
設けられている帯域制限では除去できず、再生画
像では黒と白との境界の白の部分がマゼンタに着
色されてしまう。
The problem of false color signals also occurs when brightness or hue changes in the vertical direction. FIG. 3 shows a case where the luminance changes rapidly in the vertical direction (from black to white), and the B, R, G, I and Q signals seen in the direction of the arrows are as shown in the figure. In this case as well, the I/Q signals include the false color signal SV . Since the frequency of this false color signal S V is a horizontal scanning frequency of 15.75 KHz, it cannot be removed by the band limit set for I/Q signals, and in the reproduced image, the white part at the boundary between black and white becomes magenta. It will be colored.

そこで1走査前の信号をそのまま用いるのでは
なく、1走査前の信号と次の走査による信号との
平均値を用いることにより第3図に,,,
I・で示したような信号を作る方法が提案され
ている。この方法によれば偽色信号S′Vのレベル
は1/2になるが幅が2倍になつてしまうので再生
画像の黒から白への境界で色はうすくなるがにじ
むようになりくつきりした境目にならないという
問題がある。これに対しては、従来垂直方向の輝
度信号レベルの変化に応じて色信号のレベルを圧
縮または伸長する方法により解決してきたが、こ
の方法では輝度レベルが変化せず色相だけが変化
するようなエツジに生ずる偽色信号は除去できず
垂直方向の偽色信号除去を完全に行なうためには
複雑な装置を必要としていた。このように水平走
査線の多数の集まりからなる二次元画像を処理す
る場合、水平走査線を水平に読み出して処理しよ
うとする場合、垂直方向に関する処理は装置が複
雑になつてしまつていた。
Therefore, instead of using the signal from one scan ago as it is, by using the average value of the signal from one scan before and the signal from the next scan, the result shown in Figure 3 is...
A method of creating a signal as indicated by I. has been proposed. According to this method, the level of the false color signal S′ V is reduced to 1/2, but the width is doubled, so at the boundary from black to white in the reproduced image, the color becomes faint but blurred. The problem is that it doesn't meet the boundaries. Conventionally, this problem has been solved by compressing or expanding the color signal level according to changes in the vertical luminance signal level, but with this method, the luminance level does not change, only the hue changes. False color signals generated at the edges cannot be removed, and a complicated device is required to completely remove the false color signals in the vertical direction. In this way, when processing a two-dimensional image consisting of a large number of horizontal scanning lines, when the horizontal scanning lines are read out horizontally and processed, the processing in the vertical direction requires a complicated apparatus.

たとえば垂直偽色信号除去や垂直方向の輪郭強
調のための処理装置は複雑となつてしまう。この
他の種々の画像処理についても同様である。
For example, a processing device for vertical false color signal removal and vertical edge enhancement becomes complicated. The same applies to other various image processing.

(ハ) 発明の目的および構成 本発明は上記の如く、2次元画像処理における
問題にかんがみてなされたもので、たとえば垂直
相関を利用して色分離を行なう際に発生する垂直
偽色信号を除去することや垂直方向の輪郭強調な
どの処理を比較的簡単な構成で効果的に行ない、
画質向上した2次元画像を得ることを本発明の目
的とし、メモリまたは撮像素子からの信号を垂直
方向に読み出して処理するという構成によつて簡
単な構成で垂直方向における種々の画像処理を行
なうことができた。詳しくは撮像素子またはメモ
リに蓄えられた2次元画像情報を垂直方向の走査
信号に変換した後垂直方向のレスポンス補正処理
を行ない、その後水平方向の走査信号に逆変換す
ることによつて本発明は達成される。
(C) Object and Structure of the Invention The present invention has been made in view of the problems in two-dimensional image processing as described above, and for example, eliminates vertical false color signals that occur when performing color separation using vertical correlation. It effectively performs processing such as vertical contour enhancement and vertical contour enhancement with a relatively simple configuration.
An object of the present invention is to obtain a two-dimensional image with improved image quality, and to perform various image processing in the vertical direction with a simple configuration in which signals from a memory or an image sensor are read out and processed in the vertical direction. was completed. Specifically, the present invention converts two-dimensional image information stored in an image sensor or memory into a vertical scanning signal, performs vertical response correction processing, and then converts it back into a horizontal scanning signal. achieved.

さて、本発明の構成としては第4図にその基本
を概略的に示してあり、図中1は2次元の撮像素
子や撮像素子から水平に走査読み出された画像信
号を記憶したメモリであり、画像信号を蓄えてい
るものである。2は信号処理部で、垂直方向に送
り込まれてきた画像信号を処理し垂直方向に送り
出すものである。3は2次元のメモリであり、書
込まれた信号の走査方向を異なる方向に読み出す
(たとえば垂直方向信号が書込まれ、水平方向に
読み出す)ことができる。図中信号線の脇に示し
た○→や○↓の信号は、それぞれ信号が水平方向に送
り出されている状態と、垂直方向に送り出されて
いる状態とを意味する。
Now, the basic structure of the present invention is schematically shown in FIG. 4, where 1 is a two-dimensional image sensor or a memory that stores image signals scanned horizontally and read out from the image sensor. , which stores image signals. Reference numeral 2 denotes a signal processing section which processes image signals sent in the vertical direction and sends them out in the vertical direction. 3 is a two-dimensional memory, in which written signals can be read out in different scanning directions (for example, vertical signals are written and read out in the horizontal direction). The signals ○→ and ↓ shown beside the signal lines in the figure mean a state in which the signal is sent out in the horizontal direction and a state in which the signal is sent out in the vertical direction, respectively.

(ニ) 実施例 以下本発明を図面に基づいて説明する。(d) Examples The present invention will be explained below based on the drawings.

第5図は垂直偽色信号の除去のための処理を例
にとつて本発明を電子スチルカメラに適用した場
合の信号処理の基本回路構成の一例を示したもの
である。図中破線で囲んで示したAが電子スチル
カメラ、Bが再生機で、撮像素子と画像処理部が
別体になつている場合である。電子スチルカメラ
Aにおいて、4は被写体の光学像を結像する光学
レンズ、5は光学レンズ4によつて受光面上に結
像された光学像(二次元画像情報)を光電変換し
てアナログ画像信号して出力する撮像素子で、一
般に知られているものとしては、サチコン、ビジ
コン、プランビコン、コスビコン、ニユーコスビ
コンなどの撮像管や、CCD,MOS,CPDなどの
固体撮像素子などがある。撮像素子5の受光面に
は、カラー画像が得られるように前述した交叉形
のストライプフイルタ5aが張りつけてある。撮
像素子5はドライバ6からの駆動信号によつてア
ナログ画像信号を出力し、この画像信号はA/D
コンバータ7により高速でデジタル信号に変換さ
れる。A/Dコンバータ7によつてデジタル変換
された画像信号はメモリ10に記憶される。本実
施例ではこのメモリ10は電子スチルカメラAに
対し着脱可能で、デジタル信号を安定に保存でき
るものならば何でもよく、特にN−MOS RAM,
C−MOS RAM,CCDメモリなどの半導体メモ
リが好ましく、このほかには、磁気バルブ素子、
磁気デイスク、磁気テープなどを用いてもよい。
このメモリ10への画像信号の書込み、読み出し
はドライバ8により制御される。ドライバ6によ
る撮像素子5からのアナログ画像信号の読み出し
およびドライバ8によるメモリ10へのデジタル
画像信号の書込みは通常水平方向に行なわれる。
FIG. 5 shows an example of the basic circuit configuration of signal processing when the present invention is applied to an electronic still camera, taking processing for removing vertical false color signals as an example. A shown surrounded by a broken line in the figure is an electronic still camera, B is a playback device, and the image pickup device and the image processing section are separate bodies. In the electronic still camera A, 4 is an optical lens that forms an optical image of the subject, and 5 is an analog image by photoelectrically converting the optical image (two-dimensional image information) formed on the light receiving surface by the optical lens 4. Generally known image pickup devices that output signals include image pickup tubes such as Sachicon, Vidicon, Plumbicon, Cosbicon, and Newcos Bicon, and solid-state image pickup devices such as CCD, MOS, and CPD. The above-mentioned intersecting stripe filter 5a is attached to the light receiving surface of the image sensor 5 so that a color image can be obtained. The image sensor 5 outputs an analog image signal based on the drive signal from the driver 6, and this image signal is input to the A/D
The converter 7 converts the signal into a digital signal at high speed. The image signal digitally converted by the A/D converter 7 is stored in the memory 10. In this embodiment, the memory 10 is removable from the electronic still camera A, and may be any memory that can stably store digital signals, especially N-MOS RAM,
Semiconductor memories such as C-MOS RAM and CCD memory are preferred, and in addition, magnetic valve elements,
A magnetic disk, magnetic tape, etc. may also be used.
The writing and reading of image signals into and from the memory 10 is controlled by the driver 8. Reading of analog image signals from the image sensor 5 by the driver 6 and writing of digital image signals into the memory 10 by the driver 8 are normally performed in the horizontal direction.

再生機Bにおいて、10は電子スチルカメラA
により二次元画像情報を記録したメモリをもつて
きたものであり、9はメモリ10に記憶されたデ
ジタル画像情報を読み出して色分離しY,I,Q
の3信号を作るマトリクスを含む処理回路、11
aは処理回路9により作られたI信号を水平方向
に順次記憶するメモリ、11bは同様に処理回路
9により作られたQ信号を水平方向に順次記憶す
るメモリ、12aはメモリ11aから垂直方向に
順次読み出されたI信号に帯域制限を設けるフイ
ルタ、12bはメモリ11bから垂直方向に順次
読み出されたQ信号に帯域制限を設けるフイル
タ、13aはフイルタ12aを通過したI信号を
垂直方向に記憶するメモリ、13bはフイルタ1
2bを通過したQ信号を垂直方向に記憶するメモ
リである。すなわち、第5図においてメモリ11
a,11bの信号をフイルタ12a,12bで処
理し、メモリ13a,13bで読み出し方向を変
換している部分は第4図に示した本発明の基本構
成に対応する部分でフイルタは信号処理部のうち
の実施態様の一つである。上記実施例において、
第5図中カメラAと再生機Bを一体化し直接一点
鎖線lで示す如く、撮像素子からの信号をメモリ
を介さずに垂直方向に読み出されたデータを信号
処理することもできる。この効果としてはメモリ
を減らせるので高速処理が可能で動画に対しての
処理にも有効である。
In playback machine B, 10 is electronic still camera A
9 has a memory in which two-dimensional image information is recorded, and 9 reads out the digital image information stored in the memory 10 and separates the colors into Y, I, and Q.
a processing circuit including a matrix that generates the three signals; 11;
A is a memory that sequentially stores I signals created by the processing circuit 9 in the horizontal direction, 11b is a memory that sequentially stores Q signals created by the processing circuit 9 in the horizontal direction, and 12a is a memory that sequentially stores the I signals created by the processing circuit 9 in the vertical direction. A filter 12b places a band limit on the I signals sequentially read out from the memory 11b, a filter 13a stores the I signal passed through the filter 12a in the vertical direction. memory 13b is filter 1
This is a memory that stores the Q signal that has passed through 2b in the vertical direction. That is, in FIG.
The part where the signals of a and 11b are processed by filters 12a and 12b and the read direction is converted by memories 13a and 13b corresponds to the basic configuration of the present invention shown in FIG. 4, and the filter is a part of the signal processing section. This is one of our implementations. In the above embodiment,
It is also possible to integrate the camera A and the playback device B in FIG. 5 and directly process the data read out in the vertical direction from the image sensor without going through the memory, as shown by the dashed line l. This has the effect of reducing memory, enabling high-speed processing, and is also effective for processing moving images.

上記回路構成からわかるようにI信号とQ信号
に対しては全く同じ信号処理が行なわれるので、
I信号を例にとつて本発明による偽色信号の除去
について説明する。第6図に示すように、メモリ
11aに記憶されたデジタル二次画像情報は、図
示したように垂直方向に読み出される。フイルタ
12aとしてはアナログフイルタ120を用いる
ことができ、この場合はデジタルアナログ(D/
A)変換器121とアナログ・デジタル(A/
D)変換器122とが必要になる。メモリ11a
から垂直方向に読み出されたデジタル画像情報は
D/A変換器121によりアナログ画像信号に変
換され、アナログフイルタ120により帯域制限
される。アナログフイルタ120による帯域制限
はメモリ11aから画像情報を読み出すクロツク
の周波数や得たい画質の解像度などによつて決定
されるが、読み出しクロツク周波数のほぼ1/4程
度まで行なうのが好ましい。従つてたとえば
7.2MHzのクロツクで読み出す場合は1.8MHz以上
の偽色信号をカツトすることになる。帯域制限さ
れて偽色信号が除去されたアナログ画像信号は
A/D変換器122によりデジタル化され、メモ
リ13aに垂直方向に記憶される。この回路構成
によればメモリ11a読み出し速度を遅くすれば
低速のD/A,A/D変換器を用いることができ
るので安価となり、しかも処理速度は静止画の処
理としては実用上問題のない程度にすることがで
きる。以上説明したように、本発明によつて単管
または単板カラーカメラにおいて垂直相関を利用
して色分離を行なう際に発生する垂直偽色信号を
垂直方向に帯域制限を設けて除去するようにした
ので、垂直方向に輝度または色相が変化するエツ
ジ部分で境界がにじんだりぼけたりすることな
く、鮮明なエツジか得られる。本発明はスチルカ
メラのような静止画だけでなくビデオカメラのよ
うな動画の撮影にも適用することができる。
As can be seen from the above circuit configuration, exactly the same signal processing is performed on the I signal and Q signal, so
The removal of false color signals according to the present invention will be explained using the I signal as an example. As shown in FIG. 6, the digital secondary image information stored in the memory 11a is read out in the vertical direction as shown. An analog filter 120 can be used as the filter 12a, and in this case, a digital analog (D/
A) Converter 121 and analog/digital (A/
D) converter 122 is required. Memory 11a
The digital image information read out in the vertical direction is converted into an analog image signal by the D/A converter 121, and band-limited by the analog filter 120. Bandwidth limitation by the analog filter 120 is determined by the frequency of the clock for reading out image information from the memory 11a, the resolution of the desired image quality, etc., and is preferably limited to about 1/4 of the readout clock frequency. Therefore, for example
When reading with a 7.2MHz clock, false color signals of 1.8MHz or higher will be cut out. The analog image signal whose band has been limited and false color signals have been removed is digitized by the A/D converter 122 and stored vertically in the memory 13a. According to this circuit configuration, if the readout speed of the memory 11a is slowed down, low-speed D/A and A/D converters can be used, resulting in low cost, and the processing speed is at a level that does not pose any practical problem for still image processing. It can be done. As explained above, according to the present invention, vertical false color signals generated when performing color separation using vertical correlation in a single-tube or single-chip color camera can be removed by providing vertical band limitation. As a result, sharp edges can be obtained without blurring or blurring of boundaries at edge portions where brightness or hue changes in the vertical direction. The present invention can be applied not only to still images taken with a still camera, but also to moving images taken with a video camera.

垂直相関により生ずる偽色信号を除去するため
のフイルタ12aとしては、上記アナログフイル
タのほかに、デジタルフイルタでもよいし、マイ
コンなどを用いてソフトウエアによりフイルタ処
理をしてもよい。ソフトウエアを用いたフイルタ
処理の場合はスピードが遅いという難点はある
が、種々の処理条件の変化に容易に対応できると
いう長所がある。また帯域制限だけでなく垂直方
向の輪郭強調などの処理もできるという利点があ
る。すなわち、本発明においては、第4図に示し
たような構成をとることにより、2次元画像情報
(2次元画像信号)の垂直方向に関するレスポン
ス補正が非常に容易となり、具体的にはすでに説
明したような色信号(I,Q信号)をローパスフ
イルタを介して帯域制限することによつて垂直偽
色信号を除去することや、垂直方向の輪郭強調を
行なう処理や、処理部の後のメモリの容量を画像
メモリの容量より多く、たとえば2倍ぐらいとる
ことによつて画像信号に対し、補間処理を行なう
こともできる。さらに撮像素子として、インタレ
ース方式やノンインタレース方式の差等によつて
生じる特性を視覚特性に適合させるよう補正処理
することもでき、水平走査方向の信号の特性たと
えば帯域制限量と、整合できるように調整し、人
間の眼に適する画質の良い画像を得るようにする
処理も可能である。
In addition to the analog filter described above, the filter 12a for removing false color signals caused by vertical correlation may be a digital filter, or a microcomputer or the like may be used to perform filter processing by software. Although filter processing using software has the disadvantage of slow speed, it has the advantage of being able to easily respond to changes in various processing conditions. Another advantage is that it can perform not only band limiting but also processing such as vertical edge enhancement. That is, in the present invention, by adopting the configuration shown in FIG. 4, response correction in the vertical direction of two-dimensional image information (two-dimensional image signal) can be very easily performed. It is possible to remove vertical false color signals by band-limiting the color signals (I, Q signals) through a low-pass filter, or to perform processing to enhance edges in the vertical direction, or to improve the memory after the processing section. It is also possible to perform interpolation processing on the image signal by setting the capacity to be larger, for example, twice the capacity of the image memory. Furthermore, as an image sensor, it is possible to perform correction processing to match characteristics caused by differences between interlaced and non-interlaced systems to visual characteristics, and to match signal characteristics in the horizontal scanning direction, such as band limit amount. It is also possible to perform processing to obtain an image with a high quality suitable for the human eye.

第5図において、メモリ13aに記憶させた画
像情報を水平方向に読み出せば垂直偽色信号が除
去されたI信号が得られる。
In FIG. 5, if the image information stored in the memory 13a is read out in the horizontal direction, an I signal from which the vertical false color signal has been removed can be obtained.

Q信号については説明を省略したが、上述した
I信号と同じ帯域制限処理が行なわれる。
Although the explanation is omitted for the Q signal, the same band limiting process as for the above-mentioned I signal is performed.

なお、現在わが国でテレビジヨン信号の伝送方
式に採用されているNTSC方式においては、I,
Q信号に対してそれぞれ1.5MHz,0.5MHzという
帯域幅を設けているが、これは水平方向にはそれ
ぞれ120テレビ本、40テレビ本の解像度しかない
ことになる。これはI,Q信号に対する人間の目
の分解能がそれしかないために充分である。とこ
ろが、垂直方向にはI,Q信号も525本の解像度
があり、水平解像度に比べて過剰品質である。従
つて、本発明において垂直方向に上述したような
帯域制限を行なつても画質には全く問題ない。
In addition, in the NTSC system currently adopted as the transmission system for television signals in Japan, I,
Bandwidths of 1.5 MHz and 0.5 MHz are provided for the Q signal, respectively, but this means that the horizontal resolution is only 120 TV lines and 40 TV lines, respectively. This is sufficient because this is the only resolution of the human eye for I and Q signals. However, the I and Q signals also have a resolution of 525 lines in the vertical direction, which is of excessive quality compared to the horizontal resolution. Therefore, in the present invention, even if the band is limited in the vertical direction as described above, there is no problem with the image quality.

さて、上記の処理のうち垂直方向における輪郭
強調をするための装置構成としては第7図に示す
ような概略構成が可能である。図中10は撮像素
子または撮像素子からの2次元画像を記憶したメ
モリで、信号処理部9の内容はメモリまたは撮像
素子10からの信号の種類によつて異なるが、撮
像素子の信号そのままであれば色分離マトリク
ス、NTSC信号であれば復調回路となる。必要条
件はメモリまたは撮像素子10と信号処理部9と
の組み合わせで、信号処理部9の出力に水平方向
の走査のY,I,Qの信号が出ることであり、
I・Q信号はそのまま出力して使える。メモリ1
1cでY信号だけ垂直方向走査に変換し、信号処
理部12cは〔Xo←(1+2h)Xo−h(Xo-1
Xo+1)〕の演算を行う。ここでhは輪郭強調の強
さを決める係数である。得られた信号Xoをメモ
リ13cで水平方向走査に変換してY信号として
出力するわけである。
Now, as a device configuration for performing contour enhancement in the vertical direction in the above processing, a schematic configuration as shown in FIG. 7 is possible. In the figure, 10 is an image sensor or a memory that stores a two-dimensional image from the image sensor, and the contents of the signal processing section 9 vary depending on the type of signal from the memory or image sensor 10, but the signal from the image sensor may be used as is. For example, it is a color separation matrix, and if it is an NTSC signal, it is a demodulation circuit. The necessary condition is that the memory or image sensor 10 is combined with the signal processing section 9, and the signal processing section 9 outputs Y, I, and Q signals of horizontal scanning.
I/Q signals can be output and used as they are. memory 1
1c converts only the Y signal into vertical scanning, and the signal processing unit 12c converts [X o ← (1+2h) X o -h (X o-1 +
X o+1 )]. Here, h is a coefficient that determines the strength of edge enhancement. The obtained signal Xo is converted into horizontal scanning in the memory 13c and output as a Y signal.

第5図の実施例では固体撮像素子を用いた場合
2次元画像情報を水平方向に読み出してメモリに
記憶しその後、色分離処理後I・Q信号を一旦メ
モリに水平方向に記憶した後垂直方向に読み出
し、帯域制限処理をフイルタ部にて行なつたが、
このほかに撮像素子または撮像信号を水平走査線
ごとに水平に記憶したメモリから直接垂直方向に
読み出し、フイルタによる帯域制限処理などをし
て垂直方向に記憶し、その後は実施例のように水
平方向に読み出して再生するようにしてもよい。
第8図に、その他の実施構成例を示す。図におい
て5は撮像素子で、この撮像素子5から垂直方向
に信号を読み出し、色分離処理や、他のすでに述
べたような画質向上のための処理を信号処理部2
aで行ない、そのまま垂直方向信号(Y,I・Q
信号に分かれている)をメモリ3a,3b,3c
に書込んだ後、水平に読み出すようにしている。
信号処理部2aは撮像素子5から得た垂直方向の
走査信号は信号処理をする回路たとえば垂直偽色
信号除去であれば、Yには何もせず、I・Qに対
してだけ帯域制限をする。輪郭強調であればI・
Qには何もせずYにXo←Xo(1+2h)−h(Xo-1
+Xo+1)のような演算をする。これらの組み合
わせも考えられる。この第8図でYはこの処理回
路を経ずに一般の水平走査のビデオカメラの回路
より得て、I・Qだけをこの処理回路を通したも
のが偽色信号除去、逆にYだけを通して、I・Q
は通さないものが垂直方向輪郭強調を行なう構成
となる。本発明による信号処理装置の基本構成と
しては繰返して述べるが第4図に示すように実施
例で述べた垂直偽色信号の除去や他の各種処理に
ついも応用できるもので、特徴としては信号処理
の前段では信号を垂直方向に読み出し、信号処理
後メモリに蓄えた後水平に読み出し、記録手段や
表示手段などに出力することが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 5, when a solid-state image sensor is used, two-dimensional image information is read out in the horizontal direction and stored in the memory, and then, after color separation processing, the I/Q signals are once stored in the memory in the horizontal direction, and then the two-dimensional image information is read out in the vertical direction. I read it out and performed band limit processing in the filter section, but
In addition, the image sensor or the image signal is directly read out vertically from the memory stored horizontally for each horizontal scanning line, and is stored vertically after being subjected to band-limiting processing using a filter. Alternatively, the data may be read out and played back.
FIG. 8 shows another example of the implementation configuration. In the figure, reference numeral 5 denotes an image sensor, and a signal processing unit 2 reads signals from the image sensor 5 in the vertical direction and performs color separation processing and other processes for improving image quality as described above.
a, and the vertical direction signal (Y, I/Q
(divided into signals) into memories 3a, 3b, 3c
After writing, it is read out horizontally.
The signal processing unit 2a is a circuit that processes the vertical scanning signal obtained from the image sensor 5. For example, in the case of vertical false color signal removal, it does nothing to Y and limits the band only to I and Q. . For contour enhancement, I.
Do nothing to Q and do X o ←X o (1+2h)-h(X o-1
+X o+1 ). A combination of these is also possible. In Fig. 8, Y is obtained from a general horizontal scanning video camera circuit without going through this processing circuit, and only I and Q are passed through this processing circuit to remove false color signals, and conversely, only Y is passed through this circuit to remove false color signals. , I.Q.
The configuration is such that vertical contour enhancement is performed by those that do not pass through. The basic configuration of the signal processing device according to the present invention will be described repeatedly, but as shown in FIG. In the previous stage, the signal can be read out vertically, processed, stored in a memory, read out horizontally, and output to recording means, display means, etc.

上記実施例は電子スチルカメラの例であるが、
本発明方法は基本的には動画にも応用することが
できる。動画に適用する場合は処理時間を短くし
なければならないので高速アクセスタイムのメモ
リを用い、ハード部分を増やしてやる必要があ
る。
The above embodiment is an example of an electronic still camera, but
The method of the present invention can basically be applied to moving images. When applying it to videos, the processing time must be shortened, so it is necessary to use memory with high-speed access time and increase the hardware part.

(ホ) 発明の効果 以上、本発明の信号処理装置、特に2次元画像
の信号処理装置は、従来水平走査で読み取つた画
像信号を画質の向上のため種々の処理を行なう場
合垂直方向に関する処理はあまり行なわれておら
ず、行なわれていたとしても効率の良くない方法
で不完全に行なわれていたが、画像処理の分野に
おいて、画像信号を垂直方向に読み取りこの垂直
方向の信号に対して種々の処理を施すことによつ
て非常に有効にしかも使う者の仕様の変化等処理
条件や設定を容易に変えられる非常に有用な信号
処理装置の構成を提供することができるようにな
つた。
(E) Effects of the Invention As described above, the signal processing device of the present invention, particularly the signal processing device for two-dimensional images, performs various processing on image signals read by conventional horizontal scanning in order to improve image quality. In the field of image processing, image signals are read in the vertical direction and various methods are applied to these vertical signals. By performing this processing, it has become possible to provide a very useful configuration of a signal processing device that is very effective and allows the user to easily change processing conditions and settings such as changes in specifications.

とりわけ電子スチルカメラを用いて画像記録す
るシステムにおいて、記録媒体をカメラから着脱
し再生機側で画像処理してやる場合再生機1台で
種々のカメラからの特性の異なる画像をも信号処
理部での設定を手動または自動的に切り換えるこ
とによつて再生機側で前記カメラの各特性に適合
した画像を得ることが可能となつた。
In particular, in a system that records images using an electronic still camera, when the recording medium is attached to and removed from the camera and image processing is performed on the playback device, it is possible to use a single playback device to record images with different characteristics from various cameras by setting the signal processing section. By switching manually or automatically, it is now possible to obtain an image that is suitable for each characteristic of the camera on the playback device side.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は周波数分離方式で用いる交叉形ストラ
イプフイルタの一例、第2図は水平偽色信号の発
生を説明する説明図、第3図は垂直偽色信号の発
生を説明する説明図、第4図は本発明の信号処理
装置における基本構成を示した図、第5図は本発
明を電子スチルカメラのシステムにおける再生機
に適用し垂直方向に帯域制限を行なう場合の概略
構成図をカメラの概略構成図と合わせて示し、第
6図は本発明による信号処理の要部の一例を示す
ブロツク線図、第7図は本発明による信号処理装
置の他の実施例で垂直方向の輪郭強調のための構
成の一例である。第8図はさらに他の実施例の概
略構成を示す図である。 1……撮像素子または画像信号を記憶したメモ
リ、2……信号処理部、3,10,11a,11
b,11c,13a,13b,13c……メモ
リ、4……光学レンズ、5……撮像素子、9……
処理回路、12a,12b……フイルタ、120
……アナログフイルタ。
Fig. 1 is an example of a crossed stripe filter used in the frequency separation method, Fig. 2 is an explanatory diagram explaining the generation of horizontal false color signals, Fig. 3 is an explanatory diagram explaining the generation of vertical false color signals, and Fig. 4 is an explanatory diagram explaining the generation of vertical false color signals. The figure shows the basic configuration of the signal processing device of the present invention, and Figure 5 is a schematic diagram of the camera in the case where the present invention is applied to a playback device in an electronic still camera system and band limitation is performed in the vertical direction. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the main part of the signal processing according to the present invention, and FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the signal processing apparatus according to the present invention for vertical edge enhancement. This is an example of the configuration. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of still another embodiment. 1... Image sensor or memory storing image signals, 2... Signal processing unit, 3, 10, 11a, 11
b, 11c, 13a, 13b, 13c...memory, 4...optical lens, 5...imaging element, 9...
Processing circuit, 12a, 12b...Filter, 120
...Analog filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 撮像素子またはメモリに蓄えられた2次元画
像情報を輝度信号と色信号とに分離する分離手段
と、該分離手段により分離された色信号を2次元
画像の主走査方向に対応する順序で順次記憶する
第1の記憶手段と、該第1の記憶手段から2次元
画像の副走査方向に対応する順序で順次読み出さ
れた前記色信号のレスポンス補正処理をする信号
処理手段と、該信号処理手段によりレスポンス補
正処理された色信号を2次元画像の副走査方向に
対応する順序で順次記憶する第2の記憶手段と、
該第2の記憶手段に記憶された色信号を2次元画
像の主走査方向に対応する順序で読み出す読み出
し手段とを備えたことを特徴とする二次元画像の
信号処理装置。
1 Separation means that separates two-dimensional image information stored in an image sensor or memory into a luminance signal and a color signal, and a separation means that sequentially separates the color signals separated by the separation means in an order corresponding to the main scanning direction of the two-dimensional image. a first storage means for storing; a signal processing means for performing response correction processing on the color signals sequentially read out from the first storage means in an order corresponding to the sub-scanning direction of the two-dimensional image; and the signal processing a second storage means for sequentially storing the color signals subjected to response correction processing by the means in an order corresponding to the sub-scanning direction of the two-dimensional image;
A signal processing device for a two-dimensional image, comprising: reading means for reading out the color signals stored in the second storage means in an order corresponding to the main scanning direction of the two-dimensional image.
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