JPH05308582A - ビデオ信号処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像素子の水平複数画素を、信号処理回路を
備えた複数の読み出し線で同時に独立して読み出し、１
線化処理して出力するビデオ信号処理方式において、信
号処理回路の特性のバラツキに基づく縦筋パターンの発
生を抑圧する。 【構成】 撮像素子１からの信号読み出し線２-1，２-2
による出力信号ＳＩＧ１，ＳＩＧ２を、第１の２回路連
動切換スイッチ５を介して増幅回路３-1，３-2で増幅処
理し、増幅回路３-1，３-2の出力を、第２の２回路連動
切換スイッチ６を介して切換スイッチ回路４に入力し、
１線化処理して出力する。この際、第１及び第２の２回
路連動切換スイッチ５，６を切り換えて得られる１線化
出力を組み合わせることにより、従来の縦筋をチェック
模様にして目立たなくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、撮像素子の複数個の
水平画素を信号処理回路を備えた複数の読み出し線で同
時に独立して読み出し、１線化処理して出力するビデオ
信号処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮像素子からの画像信号の読み出
し方式として、読み出し周波数の低減化を図るため、水
平方向に配列されている２画素を同時に読み出す水平２
画素同時読み出し方式が知られている。

【０００３】次に、かかる水平２画素同時読み出し方式
を説明する前に、まず点順次読み出し方式を図７に基づ
いて説明する。１はｍ行ｎ列の画素を有する撮像素子
で、該撮像素子１を構成する画素には読み出し順に、行
列方向でアドレス11，12，・・・mnがつけられている。そ
して、通常の点順次読み出し方式では、画素は、11，1
2，13，・・・ 1n，21，22，・・・ 2n，m1，m2，・・・ mnの順
番で、信号が読み出し線２に出力される。このときの読
み出し周波数、すなわち１画素順読み出し周波数をｆ_CK
とすると、画素数が多くなるに従ってｆ_CKは高くなる。
ＨＤＴＶ対応の200万画素の撮像素子では、ｆ_CK＝74MHz
になる。このように読み出し周波数ｆ_CKが高くなる
と、転送効率が下がり、また発熱が大きくなり、更には
プリアンプの回路設計が困難になる等の問題が発生す
る。

【０００４】この対策として、図８に示すように、画素
11と12，13と14，15と16，・・・ 21と22，23と24，・・・ と
いうように２画素を同時に独立に読み出す水平２画素同
時読み出し方法がとられている。そして信号読み出し線
２-1，２-2から、出力ＳＩＧ１として画素11，13，15，
・・・ の画素信号、出力ＳＩＧ２として画素12，14，16，
・・・ の画素信号が出力される。この結果、各読み出し周
波数をｆ_CK／２に下げることができる。しかし、ここで
例えば画素11と12，画素13と14の各信号は時間的に同時
に読み出されるが、本来は画素12の信号は画素11の信号
の後に、また画素14の信号は画素13の信号の後に読み出
されるべきなので、これらの出力信号を並べ換える必要
がある。

【０００５】その出力信号を並べ換えるための回路のブ
ロック構成図を図９に示す。図９において、撮像素子１
から信号読み出し線２-1に読み出された出力信号ＳＩＧ
１は増幅回路３-1で、信号読み出し線２-2に読み出され
た出力信号ＳＩＧ２は増幅回路３-2で、それぞれ増幅さ
れる。ここで増幅回路３-1，３-2は、同一の回路構成を
もつもので、ＣＣＤ撮像素子の場合は、ＣＤＳ回路，Ｄ
Ｃクランプ回路，増幅器等で構成され、ＣＭＤ等の電流
読み出しタイプの撮像素子の場合は、Ｉ−Ｖ変換プリア
ンプ，ＤＣクランプ回路，増幅器等で構成されている。
これらの増幅回路３-1，３-2の各出力は、それぞれスイ
ッチ回路４の入力端子ａ及び入力端子ｂに入力され、そ
してこのスイッチ回路４は、周波数ｆ_CK／２の制御パル
スのＨ期間では入力端子ａへの入力信号を、Ｌ期間では
入力端子ｂへの入力信号を、出力端子ｃに出力するよう
に構成されている。

【０００６】このように構成された撮像素子からの出力
信号の１線化出力回路では、図10の波形図に示すよう
に、出力信号ＳＩＧ１の１画素信号の前半部と、出力信
号ＳＩＧの１画素信号の後半部を、スイッチ回路４で選
択して出力し、１線化出力信号とするようになってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
１線化出力回路を用いると、次のような問題点が生じ
る。すなわち、平坦な被写体を撮像した場合、増幅回路
３-1と増幅回路３-2の回路特性に差があると、１線化出
力には、ｆ_CK／２の周波数成分をもつリップルが現れ
る。これはモニタ画面上では縦筋となって現れ、視覚的
に非常に目立つノイズとなる。図11に、増幅回路３-1と
３-2の特性の差によって出力信号ＳＩＧ１とＳＩＧ２に
レベル差が生じた場合の１線化出力波形を示し、図12
に、その場合のモニタ上での画像の見え方を示してい
る。増幅回路３-1と３-2の特性の差は、レベル差だけで
なくクランプＤＣ差の場合もあり、これらのレベル差，
クランプ差を０にすることは、一般的には非常に困難で
ある。

【０００８】本発明は、従来の１線化出力回路における
上記問題点を解消するためになされたもので、増幅回路
の特性のバラツキによる縦筋を押さえることができるよ
うにしたビデオ信号処理方式を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、画素をマトリクス状に配列して
なる撮像素子の水平方向に配列されたＮ（Ｎ＝２以上）
個の画素を、Ｎ個の読み出し線で同時に独立に読み出
し、Ｎ個の読み出し信号を１線化処理するビデオ信号処
理方式において、Ｎ個の読み出し線に対してそれぞれ信
号処理回路を設けると共に、読み出し線に対する信号処
理回路の組み合わせを切り換えられるように構成し、そ
の組み合わせの一部又は全部を所定のブランキング期間
において切り換えるようにするものである。

【００１０】このように読み出し線に対する信号処理回
路の組み合わせを切り換えることにより、従来モニタ上
で現れた縦筋が、フレーム内ではチェック模様になり、
更にフレーム毎に濃淡を反転させることにより視覚的に
目立たなくすることができる。

【００１１】

【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係るビデオ信号処理方式の一実施例を説明するため
のビデオ信号処理装置の構成例を示す図で、図９に示し
た従来の１線化出力回路と同一又は対応する部材には同
一符号を付して示している。図において、５は撮像素子
１と増幅回路３-1，３-2間に設けられた第１の２回路連
動切換スイッチで、第１の信号読み出し線２-1は第１の
切換部の入力端子ａと第２の切換部の入力端子ｂに接続
されている。一方、第２の信号読み出し線２-2は第２の
切換部の入力端子ａと第１の切換部の入力端子ｂに接続
され、切換パルスがＨレベルのときは入力端子ａを、Ｌ
レベルのときは入力端子ｂを、それぞれ出力端子ｃにそ
れぞれ切り換え接続するようになっている。

【００１２】また第２の２回路連動切換スイッチ６は、
増幅回路３-1，３-2とスイッチ回路４との間に接続さ
れ、前記第１の２回路連動切換スイッチ５と同一の構成
をもっており、増幅回路３-1の出力は第１の切換部の入
力端子ａと第２の切換部の入力端子ｂに接続され、また
増幅回路３-2の出力は第２の切換部の入力端子ａと第１
の切換部の入力端子ｂに接続されている。そして切換パ
ルスがＨレベルのときは入力端子ａを、Ｌレベルのとき
は入力端子ｂを、それぞれ出力端子ｃに切り換え接続す
るようになっている。

【００１３】次に、このように構成されたビデオ信号処
理装置で、平坦な被写体を撮像したときの動作について
説明する。第１及び第２の２回路連動切換スイッチ５，
６は、切換パルスがＨレベルのときは入力端子ａへの入
力信号を、Ｌレベルのときは入力端子ｂへの入力信号を
選択して出力するので、撮像素子１の信号読み出し線２
-1，２-2に読み出された出力信号ＳＩＧ１，ＳＩＧ２
は、切換パルスがＨレベルのとき、それぞれ増幅回路３
-1，３-2を通ってスイッチ回路４の端子ａ，端子ｂに入
力する。また切換パルスがＬレベルのときは、それぞれ
増幅回路３-2，３-1を通ってスイッチ回路４の端子ａ，
端子ｂに入力する。

【００１４】ここで、増幅回路３-2のゲインが増幅回路
３-1のゲインより小さい場合を考えると、切換パルスが
Ｈレベルのとき、１線化出力は図２の（Ａ）に示すよう
出力され、また切換パルスがＬレベルのとき、１線化出
力は図２の（Ｂ）に示すよう出力される。すなわち、切
換パルスのＨ又はＬレベルにより、１線化出力のリップ
ルの極性が逆になっており、これによりモニタ上での縦
筋の濃淡位相が逆になる。

【００１５】撮像素子がインタレース走査の場合、切換
パルスの位相切り換えを垂直ブランキング期間で行い、
フィールド毎に濃淡位相が逆になるようにする。更に次
のフレームは前フレームと濃淡位相が逆になるように、
切換パルスのレベルを制御する。図３に切換パルスの波
形図を示す。このように切換パルスのレベルを制御する
ことにより、図４の（Ａ），（Ｂ）のＮフレーム，Ｎ＋
１フレームの濃淡模様に示すように、従来の縦筋が各フ
レーム内ではチェック模様になり、更にフレーム毎に濃
淡が反転するので、視覚的には目立たなくなる。

【００１６】またフレーム間で平均化をとることによ
り、静止画領域で完全に濃淡を０にすることができる。
また、撮像素子がノンインタレース読み出しの場合、水
平ブランキング期間で切換パルスの位相を制御すること
により、図４の（Ａ）に示したチェック模様の濃淡にす
ることができる。なお、この場合、必ずしも１水平走査
毎に切換パルスの位相を切り換える必要はなく、縦筋が
目立たなくなるように適当な水平走査間隔で切り換える
ようにしてもよい。

【００１７】図５は、本発明の第２実施例を説明するた
めのビデオ信号処理装置の構成例を示すブロック構成図
である。この実施例は、図１に示した実施例における第
２の２回路連動切換スイッチ６の代わりに、切換スイッ
チ回路４の制御パルスとして、周波数ｆ_CK／２のパルス
又はその反転パルスを、第１の２回路連動切換スイッチ
５の動作と合わせ、切換スイッチ回路７で切り換えて接
続し、切換スイッチ回路４を切り換え制御するように構
成するものである。すなわち、切換スイッチ回路７は、
その入力端子ａに周波数ｆ_CK／２のパルスを、入力端子
ｂにはその反転パルスを入力し、出力端子ｃからの出力
信号を切換スイッチ回路４の制御パルスとし、切換パル
スがＨレベルのとき入力端子ａを、Ｌレベルのとき入力
端子ｂを選択して出力端子ｃに接続するように構成して
おり、これにより切換スイッチ回路４からは、図１に示
した実施例と同様の１線化出力が得られるようになって
いる。

【００１８】図６は、本発明の第３実施例を説明するた
めのビデオ信号処理装置のブロック構成図である。この
実施例においては、増幅回路３-1，３-2の回路機能を、
それぞれ第１の回路部３-1a ，３-2a と第２の回路部３
-1b ，３-2b の２ブロックに分け、第１の回路部３-1a
，３-2a は撮像素子１と第１の２回路連動切換スイッ
チ５との間に接続し、信号読み出し線２-1，２-2の出力
ＳＩＧ１，ＳＩＧ２とそれぞれ必ず組み合わせるように
構成したものである。

【００１９】増幅回路３-1，３-2を構成する各回路部分
には、回路設計上切り換えることが困難、又は切り換え
る必要がないものがあり、これらは第１の回路部として
各出力ＳＩＧ１，ＳＩＧ２に切り換えを行わずに固定的
に組み合わせ、特に特性バラツキを押さえることが難し
い回路部分のみを第２の回路部３-1b ，３-2b として、
第１，第２の２回路連動切換スイッチ５，６を用いて組
み合わせを切り換えられるように構成する。

【００２０】上記各実施例では、撮像素子から２画素同
時読み出しの場合を示したが、３画素以上同時読み出し
の場合も、撮像素子出力から１線化回路の間の回路を適
宜切り換えて、回路特性のバラツキによる縦筋を押さ
え、視覚的に目立たない模様にすることができる。

【００２１】また上記各実施例では、１線化回路をスイ
ッチ回路を用いて構成したものを示したが、１線化手段
としては、他の方法、例えば画像メモリを用い、Ｎ画素
のデータをメモリに一旦蓄え、順番に読み出す方法等を
用いることもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、複数の読み出し線に対する信号処
理回路の組み合わせを切り換えることにより、従来モニ
タ上に現れた信号処理回路の特性のバラツキに基づく縦
筋を視覚的に目立たなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るビデオ信号処理方式の第１実施例
を説明するためのビデオ信号処理装置を示すブロック構
成図である。

【図２】図１に示したビデオ信号処理装置における信号
波形を示す図である。

【図３】図１に示したビデオ信号処理装置における切換
パルスを示すタイミングチャートである。

【図４】図１に示したビデオ信号処理装置により得られ
た１線化出力によるモニタ上のパターンを示す図であ
る。

【図５】第２実施例を説明するためのビデオ信号処理装
置のブロック構成図である。

【図６】第３実施例を説明するためのビデオ信号処理装
置のブロック構成図である。

【図７】一般的な点順次画素信号読み出し方式を示す説
明図である。

【図８】水平２画素同時信号読み出し方式を示す説明図
である。

【図９】水平２画素同時信号読み出し方式に用いる１線
化出力回路を示すブロック構成図である。

【図10】図９に示した１線化出力回路の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図11】平坦な被写体撮像時の１線化出力を示すタイミ
ングチャートである。

【図12】図11に示した１線化出力によるモニタ上に現れ
る縦筋パターンを示す図である。

【符号の説明】

１ 撮像素子 ２-1，２-2 信号読み出し線 ３-1，３-2 増幅回路 ４ 切換スイッチ回路 ５ 第１の２回路連動切換スイッチ ６ 第２の２回路連動切換スイッチ ７ 切換スイッチ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素をマトリクス状に配列してなる撮像
   素子の水平方向に配列されたＮ（Ｎ＝２以上）個の画素
   を、Ｎ個の読み出し線で同時に独立に読み出し、Ｎ個の
   読み出し信号を１線化処理するビデオ信号処理方式にお
   いて、Ｎ個の読み出し線に対してそれぞれ信号処理回路
   を設けると共に、読み出し線に対する信号処理回路の組
   み合わせを切り換えられるように構成し、その組み合わ
   せの一部又は全部を所定のブランキング期間において切
   り換えるようにしたことを特徴とするビデオ信号処理方
   式。