JPH05191810A - カラーカメラの信号処理回路 - Google Patents

カラーカメラの信号処理回路

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JPH05191810A
JPH05191810A JP4174897A JP17489792A JPH05191810A JP H05191810 A JPH05191810 A JP H05191810A JP 4174897 A JP4174897 A JP 4174897A JP 17489792 A JP17489792 A JP 17489792A JP H05191810 A JPH05191810 A JP H05191810A
Authority
JP
Japan
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signal
circuit
digital
interpolation
color
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Pending
Application number
JP4174897A
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English (en)
Inventor
Fumio Nagumo
文男 名雲
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】絵素ずらし方式のCCDの撮像出力をディジタ
ル信号に変換し、ディジタル信号の処理で輝度信号を形
成するとともに、解像度の劣化を防止する。 【構成】CCD1および2とCCD3とが1/2絵素の
空間的なずれを有している。CCD1および2からのR
信号およびB信号がディジタル信号に変換されてから補
間回路20、21にそれぞれ供給される。CCD3から
のG信号がディジタル信号に変換されてから補間回路2
2に供給される。これらの補間回路20、21、22
は、前後のサンプルデータの平均値で補間を行なう。こ
の線形補間によって、元のサンプリングレートの2倍の
レートの色信号が形成できる。これらの補間後の色信号
がマトリクス回路23に供給され、Y信号、I信号およ
びQ信号が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、絵素ずらし撮像を行
う固体カラーカメラ、又は1個或いは2個の撮像素子を
用いて3原色信号から輝度信号を形成するカラーカメラ
の信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCCDを用いたカラーカメラはア
ナログ的な信号処理回路で構成されていた。このような
従来のカラーカメラでは、1/2絵素ずらし撮像法が用
いられ、図1に示す構成とされていた。同図において、
1、2、3の夫々は、R(赤)信号発生用、B(青)信
号発生用、G(緑)信号発生用のCCDを示す。これら
のCCD1、2、3は、端子4からの2fSC(fSC:カ
ラーサブキャリアの周波数)の周波数の共通のドライブ
クロックによって動作されると共に、CCD1、2とC
CD3とが1/2絵素だけ横方向に撮像位置がずらされ
たものとされている。
【0003】このCCD1、2、3の各出力は、サンプ
ルホールド回路5、6、7に供給される。CCD1及び
2の各絵素と対応するサンプルデータは、図2Aにおい
て、R1 、R3 、R5 ・・・・・・及びB1 、B3 、B
5 ・・・・・・で示すように互いに空間的位置が一致し
ているのに対し、CCD3のサンプルデータは、G2
4 、・・・・・・で示すように、1/2絵素ずれてい
る。しかし、これらのCCD1、2、3は、共通のクロ
ックによりドライブされているので、CCD3から出力
されるG信号は、図2Bに示すように、R信号及びB信
号と一致したタイミングとなる。
【0004】そこで、CCD1、2の出力は、サンプル
ホールド回路5、6と例えば0.5MHZ の帯域のロー
パスフイルタ(ポストフイルタ)9、10を夫々介して
マトリクス回路12に供給され、CCD3の出力は、サ
ンプルホールド回路7とサンプルホールド回路8とロー
パスフイルタ(ポストフイルタ)11とを介してマトリ
クス回路12に供給される。図2Cは、サンプルホール
ド回路5、6、7に対する1/2fSCの周期のサンプル
パルスを示し、同図Dは、サンプルホールド回路8に対
するサンプルパルスを示す。この後者のサンプルパルス
によってG信号が1/2絵素に相当する1/4fSCの区
間だけ遅らされ、図2Eに示すように撮像位置と対応し
たG信号となされてマトリクス回路12に供給される。
このマトリクス回路12の出力端子13、14、15の
夫々には、Y(輝度)信号と2つの色差信号I、Qとが
得られる。
【0005】上述のようなアナログ信号として色信号を
処理し、ローパスフイルタ9、10、11を介してから
マトリクス演算すると、R信号及びB信号のサンプル出
力R2n+1及びB2n+1と、G信号の対応するサンプル出力
2n+1とが合成されることになり、ミスレジストレーシ
ョンと同様の誤差が生じない。つまり、G2n+1の成分
は、CCD3から読み出されないが、ローパスフイルタ
11を介されることで補間され、G2n+1に相当するサン
プル出力がローパスフイルタ11から生じるのである。
【0006】この発明では、CCD1、2、3の出力を
サンプリングしてディジタルデータに変換しようとする
ものである。従って、アナログ信号で信号処理を行う場
合に比べて高精度で安定した信号処理を行うことがで
き、高解像度の映像を得ることができる。また、適応型
の信号処理を容易に行うことができるため、ズーム、絞
り等の係数を信号の形態に応じて変えることができ、ア
ナログ信号での信号処理に比べ、自由な信号処理形態を
とることができる。
【0007】しかしながら、上述のような絵素ずらし撮
像法を用いたCCDカラーカメラにおいて、ディジタル
データでの信号処理を行おうとすると、以下のような問
題が生じてしまう。これを図3を用いて説明する。図3
Aは、CCD1、2、3のサンプリング位置を示し、×
印は、ホールド区間を示す(以下同様)。
【0008】また、図4に示すように、色差信号の一方
のI信号とその他方のQ信号とが1/4fSCの周期で交
互に存在する循環ベクトルで表されるディジタル変調を
行うためには、I信号及びQ信号の夫々のデータレート
として2fSCが必要である。このため、図3Aにおい
て、T1 及びT 3で示すタイミングにおいてI信号が形
成され、T2 及びT4 で示すタイミングにおいてQ信号
が形成される。ここで、T1 及びT 3のタイミングに
は、G信号が無いので、元のG信号を1/4fSCだけ遅
延させて図3Bに示す信号を得、これと元の信号とを合
成して図3Cに示すようなG信号を形成し、このG信号
を用いて図3Dに示すようなI信号を形成する。
【0009】遅延要素をZ-1(=exp{−(jω/4
SC)})とし、r、b、gを所定の係数とすると、 I=rR+bB+gG・Z-1 となる。つまり、(1/4fSC≒70nsec)のミス
レジストレーションと同様の誤差が発生する。このこと
は、Q信号についても、全く同様である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】また、Y信号は、上述
のように、前置ホールドによって補間され、1/2絵素
だけ遅延されたR信号、B信号、G信号(図5A)を用
いてY1.5 、Y2.5 ・・・・・・が形成される。しかし
ながら、前置ホールドによる補間色信号を用いてY信号
を形成するために、Y信号の空間的な解像度が劣化し、
絵素ずらし法を採用しているにもかかわらず、解像度が
向上しない問題がある。
【0011】従って、この発明の目的は、カラーカメラ
の信号処理をディジタルで行うことにより、高精度で安
定した信号処理を行うことができ、解像度の劣化の防止
を可能とするカラーカメラの信号処理回路を提供するこ
とにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、空間的なサ
ンプリング位置が異なる複数のディジタル色信号より、
ディジタル輝度信号を合成するカラーカメラの信号処理
回路において、複数のディジタル色信号の内の所望のデ
ィジタル色信号に対して、他のディジタル色信号の空間
的なサンプリング位置に相当するデータを、所望のディ
ジタル色信号の各データの内の他のディジタル色信号の
空間的なサンプリング位置と近接するサンプリング位置
のデータより補間し、複数のディジタル色信号の群遅延
時間を互いに等しくする補間回路と、補間回路によって
群遅延時間が互いに等しくされた複数のディジタル色信
号より、ディジタル輝度信号を形成する手段とを備えた
カラーカメラの信号処理回路である。
【0013】
【作用】ディジタル輝度信号は、群遅延時間が等しくさ
れたディジタル色信号から形成されるので、前置ホール
ドで補間された色信号から輝度信号を形成するのと比し
て解像度の劣化を防止することができる。
【0014】
【実施例】この発明による信号処理について図6を参照
して説明すると、図6Aが前述と同様に1/2絵素ずら
し撮像を行う3個のCCDのサンプリング位置を示す。
ここでT1 及びT 3のタイミングでI信号を形成するた
めに、図6Bにおいて、G´´で示すようなG信号を平
均値補間によって形成する。この信号G´´は G´´=1/2・(Z-1+Z)G≡H1 (ω)・G H1 (ω)=1/2・(Z-1+Z)= cos(ω/4fSC) で表される。この信号G´´のT2 及びT4 で示す区間
のものは、I信号の発生に無関係なのでホールド或いは
元のデータのままとされる。
【0015】そして I=rR+bB+H1 (ω)・g・G の演算によってI信号が形成される。ここで、H
1 (ω)の項には、位相遅れの項が含まれてないので、
群遅延時間が互いに等しい3つの色信号からI信号を形
成することができ、遅延誤差によるミスレジストレーシ
ョンと同様の誤差が生じない。ここで、群遅延時間と
は、伝送中に生じる位相シフト量の角速度に対する変化
率を意味している。また、H1 (ω)の周波数特性を示
す図7において、斜線領域で示すように、I信号の帯域
(1.5MHz)では、(H1 (ω)≒1)となるので振
幅特性上の差も殆ど問題とならない。
【0016】また、図6Cは、Q信号の形成を示してお
り、区間T2 、T4 の夫々において、平均値補間された
データが存在するようなR信号R´とB信号B´とが形
成され、これらの信号と元のG信号とによってQ信号が
形成される。このQ信号の場合も、上述と同様にミスレ
ジストレーションと同様の誤差の発生を防止することが
できる。また、この実施例においては、従来の信号処理
をアナログで行うカラーカメラで必要としたサンプルホ
ールド回路8が不要となる。
【0017】更に、Y信号は、図6Dに示すように、元
のデータと平均値補間で得られたデータとが合成された
R信号Rip、B信号Bip、G信号Gipに基づいて生成さ
れる。前値ホールドで補間され、1/2絵素だけ遅延さ
れたR信号、B信号、G信号を用いてY信号を形成する
時には、解像度の劣化が生じるが、この発明は、かかる
劣化を防止することができる。
【0018】次に、この発明を1/2絵素ずらし撮像方
式で3個のCCDを用いるようにしたカラーカメラに適
用した実施例について説明する。図8は、この実施例の
構成を示し、CCD1、2、3の夫々の出力がサンプル
ホールド回路5、6、7に供給される。このサンプルホ
ールド回路5、6、7には、端子16から共通のサンプ
ルパルスP1 (図9A参照)が供給され、夫々の出力が
A/Dコンバータ17、18、19の夫々によってディ
ジタル化され、例えば1サンプル8ビットのディジタル
データに変換される。
【0019】このディジタル色データが補間回路20、
21、22の夫々に供給され平均値補間される。この補
間回路20、21、22の出力データRip、Bip、Gip
がマトリクス回路23に供給され、ディジタル的な演算
によってY信号、I信号及びQ信号が形成される。これ
らの信号が位相合わせ用の遅延回路24とディジタルフ
イルタの構成のローパスフイルタ25、26に供給さ
れ、夫々1.5MHz、0.5MHzの帯域に制限されて出
力端子27、28、29に取り出される。
【0020】CCD1、2、3から共通のドライブパル
スで読み出され、共通のサンプルパルスP1 によってサ
ンプリングされ、ホールドされるので、A/Dコンバー
タ17及び19から図9Dに示すような色信号R及びG
が得られる。図示せずも、B信号は、R信号と同様のタ
イミングのものである。
【0021】補間回路20及び22は、夫々図10A及
び同図Bに示す構成とされている。補間回路21は、補
間回路20と同一の構成のものである。まず、補間回路
20について図10Aを参照して説明すると、A/Dコ
ンバータ17からのR信号が遅延回路30と加算回路3
1とスイッチ回路32とに供給される。この遅延回路3
0は、図9Bに示すパルスCK1 によって動作し、その
周期(1/2fSC)だけ入力信号を遅延させて加算回路
31に供給する。例えばR1 のサンプルデータが入力さ
れる時には、遅延回路30の出力にその前のサンプルデ
ータR-1が生じている。従って、加算回路31の出力に
は、(R-1+R1 )が得られ、これが乗算回路33によ
って1/2倍されてスイッチ回路32の他方の入力端子
に供給される。
【0022】このように、前後のサンプルデータRi-1
及びRi+1 の平均値補間で得られたサンプルデータ1/
2・(Ri-1 +Ri+1 )を(Ri )で示すと、乗算回路
33の出力には、図9Fに示すように、(R0
(R2 )・・・・・・の補間データからなる信号R´が
得られる。パルスCK1 によってスイッチ回路32は、
入力信号と信号R´とを交互に選択して出力するので、
図9Hに示すような補間されたR信号Ripが形成され
る。R信号の場合と同様に、図9Jに示すような補間さ
れたB信号Bipが補間回路21により形成される。
【0023】また、補間回路22は、図10Bに示すよ
うに、入力信号が遅延回路34に供給され、この遅延回
路34の出力G´が遅延回路35、加算回路36、スイ
ッチ回路37の一方の入力端子に供給され、乗算回路3
8の出力信号G´´がスイッチ回路37の他の入力端子
に供給される構成とされている。この遅延回路34は、
図9Cに示すパルスCK2 によってG信号をラッチする
もので、その出力に、同図Eに示すような信号G´が現
れる。この信号G´とこれが遅延回路35によって(1
/2fSC)だけ遅らされた信号とが加算回路36に供給
され、G0 +G2 、G2 +G4 ・・・・・・の出力が発
生し、更に乗算回路38で1/2倍され、その出力に信
号G´´が現れる。
【0024】前後のサンプルデータGi-1 及びGi+1
平均値補間で得られたサンプルデータ1/2・(Gi-1
+Gi+1 )を(Gi )で示すと、信号G´´は、図9G
に示すものとなる。そして、スイッチ回路37がパルス
CK1 によって切り替えられ、図9Iに示すような補間
されたG信号Gipが形成される。このスイッチ回路37
はスイッチ回路32と逆に、パルスCK1 が低レベルの
区間で補間データを選択するように動作する。
【0025】これらの補間された色信号Rip、Bip、G
ipを用いてマトリクス回路23は、Y信号と2つの色差
信号I、Qを形成する。
【0026】上述のこの発明の一実施例におけるG信号
に関する補間回路22は、図11に示すような構成とし
ても良い。入力されたG信号とこれを遅延回路39で遅
延したものとを加算回路36に供給する。ここで遅延回
路39は、図9Bと同様の図12Aに示すパルスCK1
によって動作する。加算回路36の出力は、乗算回路3
8によって1/2倍される。この信号G´´は、図12
Eに示すように、(G1 )=1/2・(G0 +G2 )、
(G3 )=1/2・(G2 +G4 )、・・・・・・と平
均値補間データからなるものである。図12Bは、各C
CD1、2、3の絵素のずれを示し、同図Cは、CCD
1、2と同時にCCD3から読み出されたG信号を示し
ている。
【0027】また、図12Fが遅延回路39の出力に現
れる信号を示しており、これと上述の信号G´´がスイ
ッチ回路37によって交互に選択されることで、図12
Hに示す補間されたG信号Gipが形成される。R信号及
びB信号に関する補間回路20及び21は、図10Aに
示すのと同様の構成であって、補間回路20から図12
Gに示す補間された信号Ripが得られる。
【0028】図13は、この発明を1/3絵素ずらし撮
像方法に対して適用した場合に得られる補間後の色信号
Rip、Bip、Gipを示している。1/3絵素ずらしの場
合には、3fSCのクロックでずれた配置の3個のCCD
が共通にドライブされる。従って、各CCDから同時に
読み出されたR信号、B信号、G信号のうちひとつを基
準として他の2つを遅延処理し、1次補間がなされる。
【0029】例えばCCDから得られたサンプルデータ
1 及びR4 を用いて (R2 )=1/3・(2R1 +R4 ) (R3 )=1/3・(R1 +2R4 ) の演算により、補間データ(R2 )(R3 )が形成され
る。かかる補間された信号Rip、Bip、Gipから、色差
信号L、M、Nが形成され、図14の循環ベクトルで表
されるように、この色差信号が3相のディジタル変調処
理をうけて搬送色信号となされる。
【0030】更に、図15に示すように、R信号及びB
信号を発生させるのに1個のCCD1´を用い、G信号
を発生させるのに1個のCCD3を用いるようにした2
ーCCD方式のカラーカメラに対してこの発明を適用す
ることもできる。この場合は、R信号とB信号の点順次
信号がCCD1´から現れるので、両者を分けて、平均
値補間を施すことにより、図16に示すように、補間さ
れた信号Rip及びBipを得ることができ、これらとCC
D3からのG信号とをマトリクス回路に供給すれば、Y
信号と2つの色差信号とが形成される。
【0031】
【発明の効果】上述の実施例の説明から理解されるよう
に、この発明に依れば、空間的なサンプリング位置が異
なる色信号を用いてディジタル処理でもって輝度信号を
形成するときに、解像度が劣化するのを防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のアナログ的なカラーカメラの信号処理回
路の説明に用いるブロック図である。
【図2】従来のアナログ的なカラーカメラの信号処理回
路の説明に用いるタイムチャートである。
【図3】ディジタル処理の説明に用いるタイムチャート
である。
【図4】ディジタル処理の説明に用いるベクトル図であ
る。
【図5】ディジタル処理で輝度信号を形成する時の処理
を説明するための略線図である。
【図6】この発明の説明に用いるタイムチャートであ
る。
【図7】この発明の説明に用いる周波数特性図である。
【図8】この発明の一実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図である。
【図9】この発明の一実施例の動作説明に用いるタイム
チャートである。
【図10】この発明の一実施例の一部の構成を示すブロ
ック図である。
【図11】この発明の一実施例の一部変形した構成を示
すブロック図である。
【図12】この発明の一実施例の動作説明に用いるタイ
ムチャートである。
【図13】この発明の他の実施例の説明に用いるタイム
チャートである。
【図14】この発明の他の実施例の説明に用いるベクト
ル図である。
【図15】この発明の更に他の実施例の説明に用いる略
線図である。
【図16】この発明の更に他の実施例の説明に用いるタ
イムチャートである。
【符号の説明】
1、1´、2、3 CCD 17、18、19 A/Dコンバータ 20、21、22 補間回路 23 マトリクス回路 30、34、35、39 遅延回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空間的なサンプリング位置が異なる複数
    のディジタル色信号より、ディジタル輝度信号を合成す
    るカラーカメラの信号処理回路において、 上記複数のディジタル色信号の内の所望のディジタル色
    信号に対して、他のディジタル色信号の空間的なサンプ
    リング位置に相当するデータを、上記所望のディジタル
    色信号の各データの内の上記他のディジタル色信号の空
    間的なサンプリング位置と近接するサンプリング位置の
    データより補間し、上記複数のディジタル色信号の群遅
    延時間を互いに等しくする補間回路と、 上記補間回路によって群遅延時間が互いに等しくされた
    複数のディジタル色信号より、ディジタル輝度信号を形
    成する手段とを備えたカラーカメラの信号処理回路。
JP4174897A 1992-06-09 1992-06-09 カラーカメラの信号処理回路 Pending JPH05191810A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56140788A (en) * 1980-04-03 1981-11-04 Sony Corp Color pickup device

Patent Citations (1)

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JPS56140788A (en) * 1980-04-03 1981-11-04 Sony Corp Color pickup device

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