JPH0583598A - 非線形処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガンマ補正等のような非線形処理を動画シス
テムと静止画システムとが混在する画像表示システムに
対応できるようにして、動画並びに静止画の画質の向上
を図る。 【構成】 全画素独立で読出すＣＣＤ固体撮像素子から
の撮像信号Ｓをインターレース方式のテレビジョンの規
格に対応したガンマ補正処理を行って第１のガンマ補正
信号γ１を出力する第１のガンマ補正回路７と、ＣＣＤ
固体撮像素子からの撮像信号Ｓをノンインターレース方
式の電子スチルカメラの規格に対応したガンマ補正処理
を行って第２のガンマ補正信号γ２を出力する第２のガ
ンマ補正回路８を設け、第１のガンマ補正回路７からの
第１のガンマ補正信号γ１と第２のガンマ補正回路８か
らの第２のガンマ補正信号γ２とを並列に、かつ同時に
出力して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形処理回路に関
し、特に画質補正において白や黒の信号を変化させずに
中間の輝度を持ち上げる所謂ガンマ補正に適用して好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー受像管の電光変換特性
は、図６Ａの曲線に示すように、非線形特性を有す
る。そのため、ビデオカメラからの撮像信号の振幅と受
像管の発光強度を比例にさせたい場合、ガンマ補正回路
を用いてビデオカメラからの撮像信号にガンマ補正を行
うことにより、図６Ｂの曲線で示すような非線形信号
を得るようにしている。

【０００３】この曲線で示す非線形信号をビデオカメ
ラからの撮像信号としてカラー受像管に供給すれば、ビ
デオカメラからの撮像信号の振幅と受像管の発光強度
（明るさ）が比例関係となり、画像上、人肌が黒つぶれ
しているような映像を、黒の浮き上がり（白が黒っぽく
なる）や白つぶれを防ぎつつ、明るくすることができ
る。即ち、白や黒の信号を変化させずに中間の輝度を持
ち上げることができる。

【０００４】従来のガンマ補正回路は、図８に示すよう
に、プリアンプ３１を通して入力されたビデオカメラか
らの輝度信号Ｓをガンマ補正回路３２にてカラー受像管
の電光変換特性に基いてガンマ補正して後段のセットア
ップ処理やホワイトクリップ処理等を行う画像処理回路
３２に供給するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、画像表示システ
ムの種々の開発により、インターレース方式のテレビジ
ョン（ＮＴＳＣ，ＰＡＬなど）のように、１フィールド
に２６２．５本走査する規格に対する動画システムと、
電子スチルカメラ等のように１フィールドに５２５本走
査する規格に対する静止画システムとが混在する画像表
示システムが実用化されている。

【０００６】ところで、静止画については、画像表示の
対象物がカラー受像管ではなく、カラー印画紙であるた
め、ガンマ補正回路でのガンマ補正は、カラー印画紙に
関する電光変換特性に基いた非線形処理が必要である。

【０００７】しかしながら、従来においては、動画シス
テムと静止画システムとが混在する画像表示システム
に、図８で示す動画システムに対応したガンマ補正回路
を搭載して、静止画に対しても動画と同じガンマ補正を
行うようにしているため、ビデオカメラからの撮像信号
の振幅と受像管の発光強度（明るさ）を比例関係にし
て、白や黒の信号を変化させずに中間の輝度を持ち上げ
るというガンマ補正に係る効果を静止画について充分に
発揮させることができず、静止画の画質の向上に限界が
生じるという不都合がある。

【０００８】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、ガンマ補正等のよう
な非線形処理を動画システムと静止画システムとが混在
する画像表示システムに対応させることができ、動画並
びに静止画の画質の向上を図ることができる非線形処理
回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、全画素独立で
読出すＣＣＤ固体撮像素子２からの撮像信号Ｓをインタ
ーレース方式の画像表示装置（テレビジョン４）の規格
に対応した非線形処理を行って第１の非線形信号γ１を
出力する第１の非線形信号処理回路７と、ＣＣＤ固体撮
像素子２からの撮像信号Ｓをノンインターレース方式の
画像表示装置（電子スチルカメラ６）の規格に対応した
非線形処理を行って第２の非線形信号γ２を出力する第
２の非線形信号処理回路８を設け、第１の非線形信号処
理回路７からの第１の非線形信号γ１と第２の非線形信
号処理回路８からの第２の非線形信号γ２とを並列に、
かつ同時に出力して構成する。

【００１０】

【作用】上述の本発明の構成によれば、インターレース
方式テレビジョン（ＮＴＳＣ，ＰＡＬなど）の規格にお
ける動画システムに対しては、第１の非線形信号処理回
路７を通して出力された第１の非線形信号γ１を用い、
ノンインターレース方式の静止画システムに対しては、
第２の非線形信号処理回路８を通して出力された第２の
非線形信号γ２を用いることができ、動画システム及び
静止画システムの各方式に応じて非線形信号処理を夫々
のシステムにおいて別々に行うことができる。

【００１１】これにより、夫々のシステムに適した非線
形信号処理が可能になり、動画と静止画の各システムで
異なった絵作りを行うことができ、動画並びに静止画の
画質の向上を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図６を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係る非線形処理回
路１が組み込まれる画像表示システムの全体像を示すブ
ロック線図であり、図２は、本実施例に係る非線形処理
回路１をガンマ補正処理に適用した場合の基本構成を示
すブロック線図である。

【００１３】まず、図１に基いて本実施例の非線形処理
回路１が組み込まれる画像表示システムを説明すると、
本例のシステムで用いられるＣＣＤ固体撮像素子２は、
全画素に関する信号電荷を独立に読出す全画素読出し方
式を採用している。また、このＣＣＤ固体撮像素子２
は、グリーンＧ、イエローＹｅ、及びシアンＣｙの３色
のカラーフィルタが、図６Ａに示すように市松コーディ
ング、あるいは図６Ｂに示すように、ストライプコーデ
ィングされている。

【００１４】このＣＣＤ固体撮像素子２からの撮像信号
Ｓは、後段の信号処理回路３に供給されて広帯域の輝度
信号に変換される。そして、このシステムに接続される
インターレース方式のテレビジョン、例えばＮＴＳＣ方
式のテレビジョン４に対応できるように、テレビジョン
４の前段にインターレース処理回路５が組み込まれてい
る。このインターレース処理回路５では、信号処理回路
３からの輝度信号Ｓ１をインターレース方式に合わせて
複数画素の信号を混合させた信号Ｓｉを作成し、出力す
る。

【００１５】一方、このシステムに別に接続されるノン
インターレース方式の画像表示装置、例えばカラー印画
紙に静止画を表示する電子スチルカメラ６に対しては、
信号処理回路３からの輝度信号Ｓ２をインターレース処
理回路５に通さず、直接電子スチルカメラ６に送出す
る。

【００１６】しかして、本例においては、信号処理回路
３内に組み込まれる非線形処理回路１として、図２に示
すように、テレビジョン４に対応した第１のガンマ補正
回路７と、電子スチルカメラ６に対応した第２のガンマ
補正回路８を接続して構成されている。

【００１７】第１のガンマ補正回路７は、プリアンプ９
を通して供給されたＣＣＤ固体撮像素子からの入力輝度
信号Ｓを、図３Ａに示すように、カラー受像管の電光変
換特性に基づくガンマ補正曲線（曲線で示す）に対応
した値に変換して出力する。例えば入力値Ｖｉにおける
ガンマ補正曲線上の値Ｖｏ１をガンマ補正値として出力
し、比例直線に示すように、ＣＣＤ固体撮像素子２か
らの輝度信号Ｓの振幅とカラー受像管の発光強度（明る
さ）を比例関係にする。

【００１８】そして、この第１のガンマ補正回路７から
の第１のガンマ補正信号γ１を後段の第１の画像処理回
路１０に供給し、該画像処理回路１０にて、輪郭補正処
理、アパーチャー補正処理、セットアップ（直流分の再
生）処理、ホワイトクリップ処理及び同期加算処理を行
って動画用の画像信号Ｓ１を得る。

【００１９】第２のガンマ補正回路８は、ＣＣＤ固体撮
像素子２からの入力輝度信号Ｓを、図３Ｂに示すよう
に、カラー印画紙の電光変換特性に基づくガンマ補正曲
線（曲線で示す）に対応した値に変換して出力する。
例えば入力値Ｖｉにおけるガンマ補正曲線上の値Ｖｏ２
をガンマ補正値として出力し、比例直線に示すよう
に、ＣＣＤ固体撮像素子２からの輝度信号Ｓの振幅とカ
ラー印画紙の明るさを比例関係にする。

【００２０】そして、この第２のガンマ補正回路８から
の第２のガンマ補正信号γ２を後段の第２の画像処理回
路１１に供給し、該画像処理回路１１にて、セットアッ
プ（直流分の再生）処理、ホワイトクリップ処理を行っ
て静止画用の画像信号Ｓ２を得る。

【００２１】次に、本例に係る非線形処理回路１の具体
例を図４及び図５に基いて説明する。この非線形処理回
路１は、図５で示すように、カラー受像管に関するガン
マ補正曲線（曲線）とカラー印画紙に関するガンマ補
正曲線（曲線）が、０からｋｎｅｅ点までほぼ同じ曲
線を描き、ｋｎｅｅ点以降、ガンマ補正曲線（曲線）
がガンマ補正曲線（曲線）よりもその傾きが大きい直
線を描く場合に適用した回路構成を示すものである。こ
こで、ｋｎｅｅ点は、例えば入力輝度信号のデジタル値
が５１２を示すポイントに存在するものとする。

【００２２】この非線形処理回路１は、図４に示すよう
に、ＣＣＤ固体撮像素子２からの入力輝度信号（アナロ
グ信号）Ｓをデジタル信号Ｄに変換するＡ／Ｄ変換器２
１と、ｋｎｅｅ点までの変換データが格納されたＲＯＭ
（９ｂｉｔ入力、８ｂｉｔ出力）２２と、入力輝度信号
のデジタル値（以下、単に入力データと記す）Ｄがｋｎ
ｅｅ点（５１２）より大きいか小さいかを比較する２つ
の比較回路２３及び２４を有する。

【００２３】第１の比較回路２３は、一方の入力端子に
ＲＯＭ２２からの変換データＤｒが供給され、他方の入
力端子に第１の利得補正回路２５からの第１の補正デー
タＤｈ１が供給される。ここで、この第１の利得補正回
路２５は、一種の乗算器であり、入力データＤに対し、
カラー受像管４に関するガンマ補正曲線（曲線）のｋ
ｎｅｅ点以降の直線の傾きに合わせた利得データ（例え
ば１／８）を乗算して第１の補正データＤｈ１として出
力する。

【００２４】第２の比較回路２４は、一方の入力端子に
ＲＯＭ２２からの変換データＤｒが供給され、他方の入
力端子に第２の利得補正回路２６からの第２の補正デー
タＤｈ２が供給される。ここで、この第２の利得補正回
路２６は、上記第１の利得補正回路２５と同様の構成を
有し、入力データＤに対し、カラー印画紙に関するガン
マ補正曲線（曲線）のｋｎｅｅ点以降の直線の傾きに
合わせた利得データ（例えば１／４）を乗算して第２の
補正データＤｈ２として出力する。

【００２５】従って、入力データＤがｋｎｅｅ点（５１
２）までを示す値であれば、第１及び第２の比較回路２
３及び２４にて、ＲＯＭからの変換データＤｒが選択さ
れ、例えば、図５において、入力データがＤｉ１のと
き、第１及び第２の比較回路２３及び２４の各出力端子
からは、入力値Ｄｉ１におけるガンマ補正曲線（曲線
及び曲線）上の値Ｄｏ１をガンマ補正値（第１のガン
マ補正信号データＤγ１及び第２のガンマ補正信号デー
タＤγ２）として夫々出力する。これら第１及び第２の
ガンマ補正信号データＤγ１及びＤγ２は、対応する比
較回路２３及び２４から同時に、かつ並列に出力され
る。

【００２６】次に、入力データＤがｋｎｅｅ点（５１
２）より大きい値であれば、各比較回路２３及び２４に
おいて、夫々第１の利得補正回路２５及び第２の利得補
正回路２６が選択され、例えば、図５において、入力デ
ータがＤｉ２のとき、第１の比較回路２３の出力端子か
らは、入力値Ｄｉ２におけるガンマ補正曲線（曲線）
上の値Ｄｏ２１をガンマ補正値（第１のガンマ補正信号
データＤγ１）として出力する。一方、第２の比較回路
２４の出力端子からは、入力値Ｄｉ２におけるガンマ補
正曲線（曲線）上の値Ｄｏ２２をガンマ補正値（第２
のガンマ補正信号データＤγ２）として出力する。この
場合も第１及び第２のガンマ補正信号データＤγ１及び
Ｄγ２は、対応する比較回路２３及び２４から同時に、
かつ並列に出力される。

【００２７】従って、第１の比較回路２３をテレビジョ
ン４側に接続すれば、テレビジョン４には、ＣＣＤ固体
撮像素子２からの輝度信号Ｓの振幅とカラー受像管の発
光強度（明るさ）が比例関係となされた画像信号Ｓ１が
供給され、白や黒の信号を変化させずに中間の輝度を持
ち上げることができ、テレビジョン４に表示される画像
の画質が向上する。

【００２８】一方、第２の比較回路２４の出力端子を電
子スチルカメラ６側に接続すれば、電子スチルカメラ６
には、ＣＣＤ固体撮像素子２からの輝度信号Ｓの振幅と
カラー印画紙の明るさが比例関係となされた画像信号Ｓ
２が供給され、白や黒の信号を変化させずに中間の輝度
を持ち上げることができ、カラー印画紙に表示される画
像の画質が向上する。

【００２９】尚、図４で示す回路中、２７は夫々ラッチ
回路を示し、ＲＯＭ２２、第１及び第２の比較回路２３
及び２４並びに第１及び第２の利得補正回路２５及び２
６におけるデータのアクセスタイミングの違いによるデ
ータ破壊を防止するために接続されている。

【００３０】上述のように、本例によれば、インターレ
ース方式テレビジョン（ＮＴＳＣ，ＰＡＬなど）４のよ
うな動画システムに対しては、第１のガンマ補正回路７
を通して出力された第１のガンマ補正信号Ｓ１を用い、
電子スチルカメラ６のようなノンインターレース方式の
静止画システムに対しては、第２のガンマ補正回路８を
通して出力された第２のガンマ補正信号Ｓ２を用いるこ
とができ、動画システム及び静止画システムの各方式に
応じてガンマ補正処理を夫々のシステムにおいて別々に
行うことができる。

【００３１】これにより、夫々のシステムに適したガン
マ補正処理が可能になり、動画と静止画の各システムで
異なった絵作りを行うことができ、動画並びに静止画の
画質の向上を図ることができる。

【００３２】上記実施例では、インターレース方式のテ
レビジョンとして、上記ＮＴＳＣ方式のテレビジョン４
のほか、例えばＰＡＬ方式やＳＥＣＯＭ方式のテレビジ
ョンにも適用させることができ、ノンインターレース方
式の画像表示装置として、上記電子スチルカメラ６のほ
か、例えば電子スチルカメラ用モニタにも適用させるこ
とができる。この場合、対象がカラー受像管となるた
め、第２のガンマ補正回路８にて、動画に対するガンマ
補正処理と近似したガンマ補正処理を行えばよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る非線形処理回路によれば、
ガンマ補正等のような非線形処理を動画システムと静止
画システムとが混在する画像表示システムに対応させる
ことができ、動画並びに静止画の画質の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る非線形処理回路が組み込まれる
画像表示システムの全体像を示すブロック線図。

【図２】本実施例に係る非線形処理回路をガンマ補正処
理に適用した場合の基本構成を示すブロック線図。

【図３】Ａは、動画（カラー受像管）に対するガンマ補
正特性を示す特性図。Ｂは、静止画（カラー印画紙）に
対するガンマ補正特性を示す特性図。

【図４】本実施例に係る非線形処理回路をガンマ補正処
理に適用した場合の具体例を示すブロック線図。

【図５】図４で示す具体例で用いられるガンマ補正特性
を示す特性図。

【図６】本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子で用いられ
るカラーフィルタの配列を示す説明図。

【図７】Ａは、カラー受像管の電光変換特性を示す特性
図。Ｂは、ガンマ補正後の信号特性を示す特性図。

【図８】本実施例に係るガンマ補正回路を示すブロック
線図。

【符号の説明】

１ 非線形処理回路 ２ ＣＣＤ固体撮像素子 ３ 信号処理回路 ４ テレビジョン ５ インターレース処理回路 ６ 電子スチルカメラ ７ 第１のガンマ補正回路 ８ 第２のガンマ補正回路 ９ プリアンプ １０ 第１の画像処理回路 １１ 第２の画像処理回路 ２１ Ａ／Ｄ変換器 ２２ ＲＯＭ ２３ 第１の比較回路 ２４ 第２の比較回路 ２５ 第１の利得補正回路 ２６ 第２の利得補正回路 ２７ ラッチ回路 Ｓ 入力輝度信号 γ１ 第１のガンマ補正信号 γ２ 第２のガンマ補正信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全画素独立で読出すＣＣＤ固体撮像素子
   からの撮像信号をインターレース方式の画像表示装置の
   規格に対応した非線形処理を行って第１の非線形信号を
   出力する第１の非線形信号処理回路と、 上記ＣＣＤ固体撮像素子からの撮像信号をノンインター
   レース方式の画像表示装置の規格に対応した非線形処理
   を行って第２の非線形信号を出力する第２の非線形信号
   処理回路を有し、 上記第１の非線形信号処理回路からの第１の非線形信号
   と上記第２の非線形信号処理回路からの第２の非線形信
   号とが並列に、かつ同時に出力されることを特徴とする
   非線形処理回路。