JPH07131800A - Video signal processing unit - Google Patents

Video signal processing unit

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JPH07131800A
JPH07131800A JP5270741A JP27074193A JPH07131800A JP H07131800 A JPH07131800 A JP H07131800A JP 5270741 A JP5270741 A JP 5270741A JP 27074193 A JP27074193 A JP 27074193A JP H07131800 A JPH07131800 A JP H07131800A
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color
solid
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Shinichi Maezato
真一 前里
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the resolution by establishing shift of picture elements for each color signal so as to eliminate a reflected component included in each color signal outputted from a solid-state image pickup element. CONSTITUTION:Color signals R,G,B outputted from a three-board type solid-state image pickup elements for each color are fed respectively to terminals a,b,a of switch circuits 32R, 32G, 32B of a picture element shift correction section 31. Furthermore, a value ''0'' is set in common to terminals b, a, b of the circuits 32R, 32G, 32B. Through the changeover of a clock CK with a frequency equal to an operating frequency of the solid-state image pickup element, '0' is inserted between picture elements of each color signal. Thus, color signals R', G', B' are obtained by correcting picture element shift among the color signals R, G, B. Then the signals R', G', B' are fed to a reflected component detection section 34, in which a reflected component is eliminated by using a reflected component signal H. Thus, a color signal without picture element shift is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は各々が多数の受光素子を
マトリックス状に配列した少なくとも2個の固体撮像素
子を具え、これらの固体撮像素子を、それらの受光素子
が受光素子の配列ピッチのほぼ半分だけ主走査方向に互
いにずれるように配置して空間画素ずらしを行った固体
撮像装置から出力される複数の色信号、特に空間画素ず
らし法を採用した3板式固体撮像素子を用いるカラーテ
レビカメラから出力される複数の色信号を処理する映像
信号処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises at least two solid-state image sensors each having a large number of light-receiving elements arranged in a matrix. A color television camera using a plurality of color signals output from a solid-state image pickup device in which spatial pixel shifts are performed by arranging them so that they are displaced from each other by approximately half in the main scanning direction, and in particular, a three-plate solid-state image pickup element employing the spatial pixel shift method The present invention relates to a video signal processing device that processes a plurality of color signals output from the.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、3板式のカラーテレビカメラで
は、画素数の少ない固体撮像素子で高解像度の映像信号
を得るために、緑色(G)用の固体撮像素子の空間的位
置を基準として赤色(R)および青色(B)用の固体撮
像素子の位置を主走査方向(水平方向)に画素の配列ピ
ッチの半分だけずらした空間画素ずらし法が採用されて
いる。
2. Description of the Related Art For example, in a three-panel color television camera, in order to obtain a high-resolution video signal with a solid-state image sensor having a small number of pixels, a red color is obtained with reference to the spatial position of the green (G) solid-state image sensor. A spatial pixel shift method is used in which the positions of the solid-state image pickup devices for (R) and blue (B) are shifted in the main scanning direction (horizontal direction) by half the pixel arrangement pitch.

【0003】図1は上述した空間画素ずらし法を採用し
た3板式のカラーテレビカメラの撮像部の構成の一例を
示すものである。被写体からの入射光を色分解プリズム
1によってR,G,Bの3原色の光に分割し、それぞれ
の色の光学像を3個の固体撮像素子2R,2G,2Bで
受光し、それぞれ赤色信号R、緑色信号Gおよび青色信
号Bを出力するように構成されている。図2はこれら3
個の固体撮像素子2R,2G,2Bの画素の空間的配置
関係を示すものであり、赤色用の固体撮像素子2Rおよ
び青色用の固体撮像素子2Bの画素は、緑色用の固体撮
像素子2Gの画素に対して水平方向に画素ピッチPの半
分だけずらして配置されている。この固体撮像素子の読
み出しについて特開昭52-129321 号公報に開示されてい
るように赤、緑および青色用の各固体撮像素子の配置の
ずれに対応して読み出しクロックパルスをずらせる方法
と、同一のクロックパルスで読み出す方法とがある。輝
度信号Yは、これらの固体撮像素子2R、2G、2Bか
ら出力される各色信号をエンコーダマトリックス処理部
において規定の割合で混合して作成されるが、各色に対
応する画素は図3に示すように空間的に配置されたもの
となるので、画素数が見掛け上増大し、解像度が向上し
た輝度信号Yが得られることになる。これらの色信号
R,G,Bを混合して輝度信号Yを作成する場合の混合
比は、例えばNTSC方式の場合には次式のように規定
されている。
FIG. 1 shows an example of the structure of an image pickup section of a three-panel color television camera which adopts the above-described spatial pixel shift method. Incident light from a subject is split into three primary color lights of R, G, and B by a color separation prism 1, and optical images of the respective colors are received by three solid-state image pickup devices 2R, 2G, and 2B, and red signals are obtained. It is configured to output R, green signal G and blue signal B. Figure 2 shows these three
The solid-state image pickup elements 2R, 2G, and 2B each show a spatial arrangement relationship of pixels, and the pixels of the solid-state image pickup element 2R for red and the solid-state image pickup element 2B for blue are the same as those of the solid-state image pickup element 2G for green. The pixels are arranged so as to be shifted in the horizontal direction by half the pixel pitch P. Regarding the reading of this solid-state image pickup device, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-129321, a method of shifting the read clock pulse corresponding to the dislocation of the solid-state image pickup devices for red, green and blue, There is a method of reading with the same clock pulse. The luminance signal Y is created by mixing the color signals output from these solid-state image pickup devices 2R, 2G, and 2B at a prescribed ratio in the encoder matrix processing unit, and the pixels corresponding to the respective colors are as shown in FIG. Therefore, the number of pixels is apparently increased, and the luminance signal Y with improved resolution can be obtained. The mixing ratio when these color signals R, G, B are mixed to create the luminance signal Y is defined as the following equation in the case of the NTSC system, for example.

【数1】 Y =0.3R+0.59G +0.11B (1)[Equation 1] Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B (1)

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したような画素ず
らし法を採用した3板式のカラーテレビカメラにおいて
は、出力される輝度信号Yには図4に示すようにレスポ
ンスが波立ったようになり多少の折り返し成分が発生
し、このために解像度がそれほど高くならず、しかも周
波数特性が劣化する欠点がある。また、各色信号R,
G,Bにおいては、固体撮像素子が出力した信号をその
まま出力するので、多くの折り返し成分が発生すること
になり、しかも解像度は固体撮像素子の画素数分しかな
いものとなってしまう。また、各色信号に対しては画素
ずれがレジストレーションエラーとなってしまい、その
ままでは使用できなくなるという欠点がある。
In the three-panel color television camera adopting the pixel shifting method as described above, the luminance signal Y to be output has a wavy response as shown in FIG. There is a drawback that a small amount of aliasing component is generated, so that the resolution is not so high and the frequency characteristic is deteriorated. In addition, each color signal R,
In G and B, since the signal output from the solid-state image sensor is output as it is, many aliasing components are generated, and the resolution is only the number of pixels of the solid-state image sensor. Further, for each color signal, a pixel shift causes a registration error, which cannot be used as it is.

【0005】ここで、折り返し成分とは、固体撮像素子
の動作周波数をfs とすれば、周波数0.5 fs 以上の高
域成分が0.5 fs 以下の低域部に0.5 fs を中心として
折り返ったものである。図5に示すような周波数特性を
有する被写体を撮像したときに、緑色用固体撮像素子2
G、赤色および青色用の固体撮像素子2Rおよび3Bか
らは、それぞれ図6および図7の示すような周波数特性
を有する信号が出力されることになる。これらの図にお
いてスペクトルが大きく波打っているが、これは折り返
し成分を表しており、周波数0.5 fs 以上の高域成分が
低域に折り返り、それが低域成分に加算されるためであ
る。このように画素ずらし法を採用した3板式のカラー
テレビカメラから出力される各色信号には多くの折り返
し成分が含まれることになる。
[0005] Here, the aliasing component, if the operating frequency of the solid-state image pickup device and f s, the frequency 0.5 f s or more high frequency components folded around the 0.5 f s to the following lower frequency band 0.5 f s It is returned. When the subject having the frequency characteristic as shown in FIG.
Signals having frequency characteristics as shown in FIGS. 6 and 7 are output from the G, red, and blue solid-state imaging devices 2R and 3B, respectively. Although spectrum in these figures are wavy large, which represents aliasing components, frequency 0.5 f s or more high frequency components aliasing low-pass, is because it is added to the low frequency component . As described above, each color signal output from the three-panel color television camera adopting the pixel shift method includes many folding components.

【0006】また、折り返し成分の位相は、緑色信号G
と、赤および青色信号RおよびBとの間では位相が図6
および図7に示すように180 度ずれている。これは空間
画素ずらし法においては、図2に示すように緑色用の固
体撮像素子2Gの画素間の中間の位置に赤および青色用
の固体撮像素子2Rおよび2Bの画素が位置することに
なるためである。例えば、図8に示すような高周波数の
信号を与える被写体を撮像する場合には、緑色用の固体
撮像素子2Gは●印の位置を撮像し、赤および青色用の
固体撮像素子2Rおよび2Bは×印の位置を撮像するこ
とになるので、緑色信号、赤および青色信号はそれぞれ
図9および図10に示すように低周波の波形となり、し
かも緑色信号の波形と、赤および青色信号の波形とは位
相が180度反転したものとなる。
The phase of the folding component is the green signal G
And the red and blue signals R and B have a phase of FIG.
And as shown in FIG. 7, they are shifted by 180 degrees. This is because in the spatial pixel shifting method, the pixels of the red and blue solid-state image pickup devices 2R and 2B are located at intermediate positions between the pixels of the green solid-state image pickup device 2G as shown in FIG. Is. For example, in the case of capturing an image of a subject that gives a high-frequency signal as shown in FIG. 8, the green solid-state image sensor 2G images the position of the mark ●, and the red and blue solid-state image sensors 2R and 2B. Since the image is taken at the position of the X mark, the green signal, the red signal, and the blue signal have low-frequency waveforms as shown in FIGS. 9 and 10, respectively, and the green signal waveform and the red and blue signal waveforms are different from each other. Will be 180 degrees out of phase.

【0007】上述したような色信号R,G,Bを上述し
た比率で混合して輝度信号Yを作成すると、大部分の折
り返し成分は緑色信号と、赤および青色信号とで位相が
反転しているので相殺されて減少するが、輝度信号を作
成する際の色信号の混合比率が緑色信号と赤および青色
信号とで1:1となっていないため、次式(2)で示す
ように折り返し成分が多少残存することになる(図4参
照)。例えば、NTSC方式の場合には、式(3)に示
すように18%の折り返し成分が残ることになる。
When the luminance signals Y are created by mixing the color signals R, G and B as described above at the ratios described above, most of the aliasing components are inverted in phase between the green signal and the red and blue signals. However, since the mixing ratio of the color signals when creating the luminance signal is not 1: 1 for the green signal and the red and blue signals, it is folded back as shown in the following equation (2). Some components will remain (see Figure 4). For example, in the case of the NTSC system, 18% of the folding component remains as shown in Expression (3).

【数2】 折り返し成分の残存量=緑色混合比−赤色混合比−青色混合比 (2) 折り返し成分の残存量=0.59−0.3 −0.11=0.18 (3)[Formula 2] Remaining amount of folding component = Green mixing ratio-Red mixing ratio-Blue mixing ratio (2) Remaining amount of folding component = 0.59-0.3 -0.11 = 0.18 (3)

【0008】また、高品位のテレビジョン方式の場合に
は、輝度信号Yは次式(4)にしたがって混合されるの
で、式(5)に示すように40%もの多くの折り返し成
分が残存することになる。
Further, in the case of a high quality television system, the luminance signal Y is mixed according to the following equation (4), so that as many folding components as 40% remain as shown in equation (5). It will be.

【数3】 Y =0.701G+0.087B+0.212R (4) 折り返し成分の残存量=0.701-0.087-0.212=0.402 (5)[Formula 3] Y = 0.701G + 0.087B + 0.212R (4) Remaining amount of folding component = 0.701-0.087-0.212 = 0.402 (5)

【0009】図9および図10の色信号GおよびR,B
を式(1)に示す混合比で混合して輝度信号Yを作成し
た場合には、図11に示すような信号が得られる。この
輝度信号の波形を低域成分と高域成分とに分解すると、
図12に示すように位相と周波数が緑色信号の波形に近
い低域部YL と、周波数が図8と同一の高域部YH とに
分けられる。つまり、この2つの波形が合成された波形
が図11に示した輝度信号Yとなる。このような映像の
場合、高域部よりも低域部が目立つため、見た目の解像
度が低下する欠点がある。上述したように、従来の空間
画素ずらし法を採用した3板式カラーテレビカメラの映
像信号処理装置においては、折り返し成分が完全には除
去されず、折り返し成分が残存する分だけ解像度の改善
が図られない欠点がある。
Color signals G, R, and B of FIGS. 9 and 10.
When the luminance signal Y is created by mixing with the mixing ratio shown in Expression (1), a signal as shown in FIG. 11 is obtained. When the waveform of this luminance signal is decomposed into low-frequency components and high-frequency components,
As shown in FIG. 12, it is divided into a low frequency band Y L whose phase and frequency are close to the waveform of the green signal, and a high frequency band Y H whose frequency is the same as in FIG. That is, the waveform obtained by combining these two waveforms becomes the luminance signal Y shown in FIG. In the case of such an image, the low-frequency part is more noticeable than the high-frequency part, so that there is a drawback that the apparent resolution is lowered. As described above, in the video signal processing device of the three-panel color television camera adopting the conventional spatial pixel shift method, the aliasing component is not completely removed, and the resolution is improved by the amount of the aliasing component remaining. There are no drawbacks.

【0010】さらに従来の映像信号処理装置において
は、図4に示すように被写体の周波数特性に対して輝度
信号Yの周波数特性が劣化しているという問題もある。
以下このことについて説明する。画素ずらし法による各
色チャネルの固体撮像素子と、これらの色信号を上述し
た(1)式にしたがって混合して得られる輝度信号Yの
画素の空間的な配置は画素に番号を付けると図13に示
すようになる。図2に示したように、緑色用の画素と、
赤および青色用の画素とは画素ピッチの半分だけずれて
いるので、輝度信号Yを作成するときにはその位置関係
をずらさないように混合する必要がある。このように輝
度信号Yは、緑色用の固体撮像素子2Gの位置を基準と
して赤および青色用の固体撮像素子2Rおよび2Bの位
置を画素ピッチの半分だけずらし、(1)式にしたがっ
て混合するので、個数が固体撮像素子単体の2倍となる
ので解像度が向上することになる。ここで、各色信号も
画素数が実質的に2倍となるが、そのときの補間画素
(図13で括弧で示した画素)は走査方向に見てその前
の画素をそのまま用いているので前の画素のレベルとな
る。このような補間法は零次ホールド法と呼ばれており
既知である。この零次ホールド法によって周波数特性が
劣化することになる。零次ホールド法によって周波数特
性が劣化した色信号を混合して輝度信号Yを作成してい
るので、輝度信号Yの周波数特性も図4に示すように劣
化することになる。上述したように空間画素ずらし法を
採用した3板式カラーテレビカメラから出力される色信
号を処理する従来の映像信号処理装置においては、輝度
信号Yを作成するときに各色信号の画素数が実質的に2
倍となるが、それが零次ホールド法による補間であるの
で必然的に周波数特性が劣化するという欠点がある。
Further, the conventional video signal processing device has a problem that the frequency characteristic of the luminance signal Y is deteriorated with respect to the frequency characteristic of the subject as shown in FIG.
This will be described below. The spatial arrangement of the pixels of the solid-state image sensor of each color channel by the pixel shift method and the luminance signal Y obtained by mixing these color signals according to the above equation (1) is shown in FIG. As shown. As shown in FIG. 2, a pixel for green color,
Since the pixel for red and the pixel for blue are deviated by a half of the pixel pitch, it is necessary to mix them so as not to shift the positional relationship when the luminance signal Y is created. As described above, since the luminance signal Y shifts the positions of the red and blue solid-state image pickup devices 2R and 2B with respect to the position of the green solid-state image pickup device 2G by half the pixel pitch, and mixes them according to the equation (1). Since the number is twice that of the solid-state image sensor alone, the resolution is improved. Here, the number of pixels of each color signal is substantially doubled, but the interpolation pixel (pixels shown in parentheses in FIG. 13) at that time is the same as the previous pixel as seen in the scanning direction. It becomes the pixel level. Such an interpolation method is known as a zero-order hold method. The frequency characteristic is deteriorated by the zero-order hold method. Since the luminance signal Y is created by mixing the color signals whose frequency characteristics have deteriorated by the zero-order hold method, the frequency characteristics of the luminance signal Y also deteriorate as shown in FIG. In the conventional video signal processing device that processes the color signals output from the three-panel color television camera that employs the spatial pixel shift method as described above, the number of pixels of each color signal is substantially equal when the luminance signal Y is created. To 2
However, since the interpolation is performed by the zero-order hold method, there is a disadvantage that the frequency characteristic is inevitably deteriorated.

【0011】次に、各色用の固体撮像素子から出力され
る色信号R,G,Bの解像度とレジストレーションエラ
ーの問題について説明する。図14は従来の映像信号処
理装置の一例の構成を示すものであり、それぞれの色用
の固体撮像素子から出力される緑色信号Gをディレイ8
により1/2 画素ピッチ分遅らした信号と、赤および青色
信号R,BとをY,I,Qマトリックス3に供給して輝
度信号Y、色差信号IおよびQを作成し、色差信号はそ
れぞれのフィルタ4および5を通してエンコーダ6に供
給するとともに輝度信号Yをこのエンコーダに供給して
エンコードされたカラーテレビジョン信号ENCを作成
し、これを出力端子7に供給するようにしている。ま
た、赤、緑および青色用の固体撮像素子を同一の位相の
クロックパルスで駆動すると、図17Aのような位相で
映像信号を得ることができる。これは、図2のような固
体撮像素子の配置に対して緑色信号Gの位相が赤および
青色信号RおよびBの位相に対して1/2 画素ピッチに相
当する分だけずれたことにあなる。これがレジストレー
ションエラーである。画素ずらし法では、赤、緑、青色
信号R,G,Bを、例えば(1)式に基づいて混合して
輝度信号Yを作成することによって輝度信号の解像度の
向上を実現するようにしている。つまり、マトリックス
3の部分で画素ずらしが成立しているので、図14に示
した映像信号処理装置では各色信号出力は固体撮像素子
の解像度しか得られず、しかも多くの折り返しを含んだ
信号となる。ここで、レジストレーショエラーを起こさ
ないで各色信号を取り出すためには、緑色信号について
はディレイ8の出力を取り出せばよい。これはアナログ
信号として取り出す場合である。しかし、ディジタル信
号として取り出すには問題がある。もし、固体撮像素子
の動作周波数がfs の場合、ディジタル信号用の標本化
周波数もfs が適当であるが、緑色信号のみディレイ8
の後からの信号を標本化してしまうと、緑色信号用のク
ロック信号は、赤および青色用のクロック信号に対して
1/2 画素ピッチに相当する分だけ位相がずれてなければ
ならない。また、緑色信号をディレイ8の前から取り出
して標本化すればこの問題は起きないが、各色信号間に
レジストレーションエラーが起きる。この場合、位相を
ずらすディジタルフィルタを緑色信号出力に持てばよい
が、そのためだけに回路が余計に増えてしまう欠点があ
る。
Next, the resolution of the color signals R, G, B output from the solid-state image pickup device for each color and the problem of registration error will be described. FIG. 14 shows an example of the configuration of a conventional video signal processing device. The green signal G output from the solid-state image pickup device for each color is delayed by the delay 8
The signals delayed by 1/2 pixel pitch and the red and blue signals R and B are supplied to the Y, I and Q matrixes 3 to generate the luminance signal Y and the color difference signals I and Q. The luminance signal Y is supplied to the encoder 6 through the filters 4 and 5 and the encoded color television signal ENC is generated, and the encoded color television signal ENC is supplied to the output terminal 7. When the solid-state image pickup devices for red, green, and blue are driven by clock pulses having the same phase, video signals can be obtained with the phase shown in FIG. 17A. This means that the phase of the green signal G is shifted from the phase of the red and blue signals R and B by an amount corresponding to 1/2 pixel pitch with respect to the arrangement of the solid-state image sensor as shown in FIG. . This is a registration error. In the pixel shift method, the red, green, and blue signals R, G, and B are mixed based on, for example, the equation (1) to create a luminance signal Y, thereby improving the resolution of the luminance signal. . That is, since the pixel shift is established in the matrix 3, the video signal processing apparatus shown in FIG. 14 can obtain only the resolution of the solid-state image sensor for each color signal output, and is a signal including many foldings. . Here, in order to extract each color signal without causing a registration error, the output of the delay 8 may be extracted for the green signal. This is a case of taking out as an analog signal. However, there is a problem in extracting it as a digital signal. If the operating frequency of the solid-state image sensor is f s , the sampling frequency for digital signals is also f s, but only the green signal is delayed 8.
If you sample the signal after that, the clock signal for the green signal will be the same as the clock signal for the red and blue signals.
The phase must be shifted by an amount equivalent to 1/2 pixel pitch. If the green signal is taken out from before the delay 8 and sampled, this problem does not occur, but a registration error occurs between the color signals. In this case, it suffices to have a digital filter for shifting the phase for the green signal output, but there is a disadvantage that the number of circuits is increased because of that.

【0012】このような欠点を解消するために、図15
に示した映像信号処理装置が提案されている。この映像
信号処理装置においては、各色信号R,G,Bから輝度
信号Yおよび色差信号I,Qを生成するY,I,Qマト
リックス3の出力輝度信号Y、IおよびQフィルタ4お
よび5から出力される色差信号IおよびQをデマトリッ
クス10に供給して各色信号R′,G′,B′を得るよう
にしている。しかしながら、このような従来の映像信号
処理装置において色信号出力端子9R,9G,9Bに出
力される色信号R′,B′,G′信号は折り返し成分が
多少残ることになる。すなわち、周波数特性が劣化して
いる輝度信号Yをデコードして色信号を作成しているの
で、図14の方式より多くはないが多少の折り返し成分の
残留があり、周波数特性が劣化したものとなる欠点があ
る。
In order to eliminate such a defect, FIG.
The video signal processing device shown in FIG. In this video signal processing device, output from luminance signals Y, I and Q filters 4 and 5 of Y, I and Q matrix 3 for producing luminance signal Y and color difference signals I and Q from respective color signals R, G and B. The color difference signals I and Q are supplied to the dematrix 10 so as to obtain the respective color signals R ', G', B '. However, in such a conventional video signal processing device, the color signals R ', B', G'output to the color signal output terminals 9R, 9G, 9B have some folding components. That is, since the luminance signal Y having the deteriorated frequency characteristic is decoded to create the color signal, it is considered that the frequency characteristic is deteriorated because there is some folding component remaining, though not more than the method of FIG. There is a drawback.

【0013】本発明の目的は、上述した従来の映像信号
処理装置の欠点を解消し、固体撮像素子から出力される
各色信号R,G,Bに含まれる折り返し成分を除去し、
解像度を改善し、画素ずれ、いわゆるレジストレーショ
ンエラーのない色信号R,G,Bを出力することがで
き、しかも輝度信号Yを作成するときに生ずる周波数特
性の劣化と折り返し成分の残留を防止することができる
映像信号処理装置を提供しようとするものである。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional video signal processing device, remove the aliasing component contained in each color signal R, G, B output from the solid-state image sensor,
It is possible to improve the resolution, output the color signals R, G, B without pixel shift, so-called registration error, and prevent the deterioration of the frequency characteristic and the residual of the aliasing component that occur when the luminance signal Y is created. It is intended to provide a video signal processing device capable of performing the above.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明による映像信号処
理装置は、各々が多数の受光素子をマトリックス状に配
列した少なくとも2個の固体撮像素子を具え、これらの
固体撮像素子を、それらの受光素子が受光素子の配列ピ
ッチのほぼ半分だけ主走査方向に互いにずれるように配
置して空間画素ずらしを行った固体撮像装置から出力さ
れる複数の色信号間の画素ずれを周波数特性の劣化を抑
止しながら補正する画素ずれ補正手段と、各色信号に含
まれる折り返し成分を検出する折り返し成分検出手段
と、固体撮像素子が出力可能な周波数以上の高域成分を
検出する高域検出手段と、前記折り返し成分検出手段に
よって検出した折り返し成分により各色信号中の折り返
し成分を除去する折り返し成分除去手段と、前記高域検
出手段によって検出した高域成分を各色信号に付加する
高域付加手段とを具えることを特徴とするものである。
A video signal processing apparatus according to the present invention comprises at least two solid-state image pickup elements each having a large number of light-receiving elements arranged in a matrix. The elements are arranged so as to be displaced from each other in the main scanning direction by about half the arrangement pitch of the light receiving elements, and the spatial pixel shift is performed. While correcting the pixel shift correction means, the aliasing component detecting means for detecting the aliasing component included in each color signal, the high-frequency detecting means for detecting the high-frequency component above the frequency that can be output by the solid-state image sensor, and the aliasing The aliasing component removing means for removing the aliasing component in each color signal by the aliasing component detected by the component detecting means, and the detection by the high frequency detecting means. It is characterized in that it comprises a high-frequency adding means for the high-frequency component is added to each color signal.

【0015】[0015]

【作用】このような本発明による映像信号処理装置にお
いては、従来の映像信号処理装置の欠点は、画素ずらし
を輝度信号を作成するときに成立させるようにしている
ために起こるものであり、したがって従来の欠点を解消
するには、画素ずらしを輝度信号を作成するときに成立
させて解像度を改善するのではなく、各色信号R,G,
Bで画素ずらしを成立させることによって上述した目的
を達成することができることを確かめ、その認識に基づ
いてなしたものである。
In the video signal processing device according to the present invention as described above, the drawback of the conventional video signal processing device occurs because the pixel shift is established when the luminance signal is created. In order to solve the conventional drawbacks, the pixel shift is not established when the luminance signal is created to improve the resolution, but each color signal R, G,
It was made based on the recognition that it was possible to achieve the above-mentioned object by establishing the pixel shift in B.

【0016】[0016]

【実施例】図16は本発明による映像信号処理装置を具
える3板式カラーテレビカメラの全体の構成を示すもの
である。被写体の光学像を色分解プリズム21で赤、緑
および青色の光学像に分解し、それぞれの光学像を固体
撮像素子22R,22Gおよび22Bで受光し、それぞ
れの色信号R,G,Bを出力させる。これらの色信号
R,G,Bを本発明による映像信号処理装置23に供給
して色信号R0 ,G0,B0 を作成する。これらの色信
号R0 ,G0 ,B0 をマトリックス24に供給して輝度
信号Y、色差信号IおよびQを作成し、輝度信号Yをエ
ンコーダ25に供給するとともに色差信号IおよびQを
それぞれフィルタ26および27を経てエンコーダ25
に供給し、ここでエンコードされたカラーテレビジョン
信号ENCを作成し、出力端子28に供給する。また、
映像信号処理装置23で作成された赤、緑および青色信
号R0 ,G0 およびB0 を出力端子29R,29Gおよ
び29Bにそれぞれ出力する。
FIG. 16 shows the overall structure of a three-panel color television camera equipped with a video signal processing device according to the present invention. The optical image of the subject is separated into red, green, and blue optical images by the color separation prism 21, and the respective optical images are received by the solid-state image pickup devices 22R, 22G, and 22B, and the respective color signals R, G, B are output. Let These color signals R, G, B are supplied to the video signal processing device 23 according to the present invention to generate color signals R 0 , G 0 , B 0 . These color signals R 0 , G 0 and B 0 are supplied to the matrix 24 to create the luminance signal Y and the color difference signals I and Q, and the luminance signal Y is supplied to the encoder 25 and the color difference signals I and Q are filtered respectively. Encoder 25 via 26 and 27
To produce an encoded color television signal ENC and supply it to the output terminal 28. Also,
The red, green and blue signals R 0 , G 0 and B 0 created by the video signal processing device 23 are output to output terminals 29R, 29G and 29B, respectively.

【0017】本発明の映像信号処理装置23において
は、上述したように画素ずれ補正手段、折り返し成分検
出手段、高域検出手段、折り返し成分除去手段、高域付
加手段を設けるが、次にこれらの手段について説明す
る。3枚の固体撮像素子を同一位相のクロックパルスで
読み出す場合の画素ずれ補正手段は、空間画素ずらし法
を採用したカラーテレビカメラの各色用の固体撮像素子
から出力される色信号R,G,B間に図17Aに示すよ
うにずれがあるので、これを補正するものである。この
ような画素ずれ補正手段の簡単な例としては、空間画素
ずらし法により図1〜3に示されているように固体撮像
素子が配置されている場合、緑色信号Gに対して赤およ
び青色信号RおよびBを画素の配列ピッチの半分に相当
する走査時間だけ時間を遅らせれば、各色信号が図13
に示すような関係となり、画素ずれが補正されることに
なる。しかし、このような構成では従来の映像信号処理
装置で説明したように零次ホールド法による補間をした
ことになるので、周波数特性が劣化してしまうことにな
る。そこで、本発明においてはこのような周波数特性の
劣化のない理想的な補間法により内挿を行うようにす
る。
The video signal processing device 23 of the present invention is provided with the pixel shift correcting means, the aliasing component detecting means, the high frequency detecting means, the aliasing component removing means, and the high frequency adding means as described above. The means will be described. Pixel shift correction means for reading three solid-state image pickup devices with clock pulses of the same phase is a color signal R, G, B output from the solid-state image pickup device for each color of a color television camera adopting the spatial pixel shift method. Since there is a gap between them as shown in FIG. 17A, this is corrected. As a simple example of such pixel shift correction means, when the solid-state image sensor is arranged by the spatial pixel shift method as shown in FIGS. If R and B are delayed by a scanning time corresponding to half of the pixel arrangement pitch, each color signal becomes
Therefore, the pixel shift is corrected. However, in such a configuration, since the interpolation is performed by the zero-order hold method as described in the conventional video signal processing device, the frequency characteristic is deteriorated. Therefore, in the present invention, interpolation is performed by an ideal interpolation method that does not cause such deterioration of frequency characteristics.

【0018】先ず、各色信号R,G,Bの各画素の間に
図17Bに示すように「0」を挿入する。なお、本例で
は図3に示すように画素ピッチの半分だけ緑色信号Gに
対して赤および青色信号RおよびBがずれているので、
緑色信号Gに「0」を挿入する位置を赤および青色信号
RおよびBに「0」を挿入する位置に対して図17Bに
示すように1/2 画素ピッチ分ずらせる必要がある。今、
固体撮像素子が出力する色信号の周波数特性が図6に示
すようなものであるとすると、画素と画素の間に「0」
を挿入することにより、図18に示すように周波数0.5f
s を中心として鏡像スペクトルが発生し、周波数帯域が
2倍となる。そこで、周波数0.5fs を阻止域とするロー
パスフィルタに通せば、周波数0.5f s 以下の成分が残
り、図19に示すように周波数が0.5fs 以下は図5に示
す周波数特性がそのまま保持されることになる。このよ
うにして「0」を挿入した画素の部分が補間されること
になる。
First, between each pixel of each color signal R, G, B
"0" is inserted as shown in FIG. 17B. In this example,
As shown in FIG. 3, only half of the pixel pitch is converted into the green signal G.
On the other hand, since the red and blue signals R and B are displaced,
Set the position where "0" is inserted into the green signal G to the red and blue signals.
Figure 17B for the position where "0" is inserted in R and B.
It is necessary to shift by 1/2 pixel pitch as shown. now,
Figure 6 shows the frequency characteristics of the color signals output by the solid-state image sensor.
If it is something like "0" between pixels
As shown in Fig. 18, the frequency of 0.5f
sA mirror image spectrum is generated around
Doubled. Therefore, the frequency 0.5fsIs a stop zone
With a pass filter, the frequency is 0.5f sThe following ingredients remain
The frequency is 0.5fsThe following is shown in Figure 5
Therefore, the frequency characteristic is maintained as it is. This
In this way, the pixel part where "0" is inserted is interpolated.
become.

【0019】上述したように色信号R,G,Bに「0」
を挿入し、周波数0.5fs 以上を阻止域とするローパスフ
ィルタに通すことによって「0」を挿入した画素の部分
が理想的に補間され、零次ホールド法のような周波数特
性の劣化はなくなる。また、「0」を挿入する位置を緑
色信号Gと、赤および青色信号RおよびBとの間で1/2
画素ピッチ分ずらせるので、これらの色信号R,G,B
の間には画素ずれはなくなる。なお、このようにして得
られた画素ずれのない色信号をR′,G′,B′で表示
する。
As described above, the color signals R, G and B have "0".
Is inserted and is passed through a low-pass filter having a frequency of 0.5 fs or more as a stop band, so that the pixel portion in which "0" is inserted is ideally interpolated, and the deterioration of the frequency characteristic unlike the zero-order hold method is eliminated. Also, the position where "0" is inserted is 1/2 between the green signal G and the red and blue signals R and B.
These color signals R, G, B are shifted because they are shifted by the pixel pitch.
There is no pixel shift between them. It should be noted that the color signals having no pixel shift obtained in this way are represented by R ', G', and B '.

【0020】次に、第1の方式に基づく折り返し成分検
出手段について説明する。この手段は、上述した画素ず
れ補正手段によって画素ずれが補正された色信号R′,
G′,B′から折り返し成分を検出するものである。折
り返しとは、例えば固体撮像素子の動作周波数をfs
すると、図5に示すような周波数特性を有する白黒の被
写体を撮像する場合、0.5 fs 以上の高域成分が0.5 f
s を中心として0.5 f s 以下に折り返されたものであ
る。上述したようにこの折り返し成分は、図6および7
に示すように緑色信号Gと、赤および青色信号Rおよび
Bとでは位相が180 °異なったものとなっている。これ
は空間画素ずらし法により図3に示すように緑色用の固
体撮像素子の画素と画素の間に赤および青色用固体撮像
素子の画素が位置するように画素ピッチの半分だけずれ
ているためである。
Next, the folded component detection based on the first method is performed.
The output means will be described. This means
The color signal R ′ whose pixel shift has been corrected by the correction means,
The folded component is detected from G'and B '. Occasion
The term “return” means, for example, the operating frequency of the solid-state image sensor is fsWhen
Then, a black and white object having a frequency characteristic as shown in FIG.
0.5 f when capturing an imagesHigh frequency component above 0.5 f
sCentered around 0.5 f sWhich is folded back below
It As described above, this folding component is shown in FIGS.
As shown in, the green signal G and the red and blue signals R and
The phase is 180 ° different from that of B. this
Is a solid pixel for green as shown in Fig. 3 by the spatial pixel shift method.
Solid-state imaging for red and blue between pixels of body image sensor
Shifted by half the pixel pitch so that the pixel of the element is positioned
This is because

【0021】したがって、被写体の周波数0.5 fs 以下
の信号成分をPとし、折り返し信号をAとすれば、各色
信号R,G,Bには以下に示すように折り返し信号が加
算されていることになる。
[0021] Therefore, a frequency 0.5 f s following signal components of the subject is P, the loop signal if A, the color signals R, G, that folded signals as shown below in B is added Become.

【数4】 R=P−A G=P+A B=P−A (6) したがって、色信号R,G,Bから次式(7)にしたが
って折り返し信号Aを検出することができる。なお、
(7)式において、係数rおよびbはその和が0.5 とな
るようなものであれば、どのような値であってもよい。
## EQU00004 ## R = P-A G = P + A B = P-A (6) Therefore, the folding signal A can be detected from the color signals R, G, and B according to the following equation (7). In addition,
In the equation (7), the coefficients r and b may be any values as long as their sum is 0.5.

【数5】 A=0.5 G−rR−bB (7) だたし、r+b=0.5## EQU5 ## A = 0.5 G-rR-bB (7) However, r + b = 0.5

【0022】被写体の周波数特性が図5に示すようなも
のであり、緑色用の固体撮像素子が出力する緑色信号G
の周波数特性が図6に示すようなものであり、赤および
青色用の固体撮像素子が出力する赤および青色信号Rお
よびBの周波数特性が図7に示すような場合、折り返し
信号Aの周波数特性は、図5の周波数0.5 fs 以上が0.
5 fs を中心として低域側に折り返った特性となり、図
20に示すようなものとなる。ただし、これは上述した
ように被写体が白黒の場合である。被写体に彩度がある
場合には、各色信号R,G,Bの間にレベル差が生じる
ので折り返し成分がなくとも折り返し信号Aは何らかの
レベルを持つことになる。このままでは、折り返し信号
Aが、真の折り返し成分を検出したものであるのか、被
写体に彩度があるための色信号R,G,B間のレベル差
なのかわからない。
The frequency characteristic of the object is as shown in FIG. 5, and the green signal G output from the solid-state image pickup device for green color is output.
When the frequency characteristics of the red and blue signals R and B output from the solid-state image pickup device for red and blue are as shown in FIG. 7, the frequency characteristics of the folding signal A are shown in FIG. It is above the frequency 0.5 f s of FIG. 5 is 0.
The characteristic is such that it folds back to the low frequency side around 5 f s, and is as shown in FIG. However, this is the case where the subject is black and white as described above. When the subject has saturation, a level difference occurs between the color signals R, G, and B, so that the aliasing signal A has some level even if there is no aliasing component. As it is, it is impossible to know whether the folding signal A is a signal obtained by detecting a true folding component or the level difference between the color signals R, G and B due to the saturation of the subject.

【0023】色情報を伝える信号は色差信号であるが、
この色差信号も帯域がかなり狭く、NTSC方式の場合
にはI信号で1.5MHzである。この色差信号の周波数帯域
をf c とすると、もし被写体に彩度があれば、上述した
折り返し信号Aの周波数fc以内の成分(図21におい
て斜線で示すもの)は折り返し成分ではなく、色の成分
である。したがって、図21の斜線部分に発生する成分
は折り返しによるものではないので、これを取り除く必
要がある。したがって、折り返し信号Aを周波数fc
内が十分に減衰できるハイパスフィルタに通し、周波数
c 以上の高域成分のみを抽出する。本発明ではこのよ
うにして折り返し成分信号Hを検出するが、この折り返
し成分の検出処理は次のようにして表されるものであ
る。
Although the signal for transmitting color information is a color difference signal,
This color difference signal also has a fairly narrow band, and in the case of the NTSC system
The I signal is 1.5MHz. Frequency band of this color difference signal
F cThen, if the subject is saturated,
Frequency f of the return signal AcIngredients within
(Indicated by diagonal lines) is not the folding component, but the color component
Is. Therefore, the components generated in the shaded area in FIG.
Is not due to wrapping, so it is necessary to remove this.
There is a point. Therefore, the return signal A is transmitted at the frequency fcSince
The frequency is passed through a high-pass filter that can fully attenuate the inside
fcOnly the above high frequency components are extracted. This is the case in the present invention
In this way, the aliasing component signal H is detected.
The detection process of the component is expressed as follows.
It

【数6】 H=A×HPFfc ここでHPFfcはハイパスフィルタの周波数特性である。 (8)H = A × HPF fc where HPF fc is the frequency characteristic of the high pass filter. (8)

【0024】次に、第1の方式による高域検出手段につ
いて説明する。本発明においては、上述したようにして
検出した折り返し成分信号Hから高域成分を検出する。
折り返し成分信号Hは、もともと周波数0.5 fs 以上が
0.5 fs を中心として低域側に折り返ったものである。
したがって、折り返し成分信号Hを周波数0.5fs 以上
に戻せば高域成分を復帰できる。そのためには、図23
に示すように折り返し成分信号Hを、周波数fs にのみ
スペクトルを有する変調信号Cで変調することによって
高域成分を再生することができる。ディジタル信号の場
合には、以下に示す式にしたがう処理を行うことによっ
て高域成分Tを得ることができる。
Next, the high frequency detecting means according to the first method will be described. In the present invention, the high frequency component is detected from the aliasing component signal H detected as described above.
Aliasing component signal H is more than originally frequency 0.5 f s
Around the 0.5 f s is obtained back folded to the low frequency side.
Therefore, the high frequency component can be restored by returning the folding component signal H to a frequency of 0.5 fs or higher. To do so, refer to FIG.
As shown in, the high frequency component can be reproduced by modulating the folding component signal H with the modulation signal C having the spectrum only at the frequency f s . In the case of a digital signal, the high frequency component T can be obtained by performing the processing according to the following formula.

【数7】 T〔n〕=H〔n〕×(−1)n (9) ただし、n =0, 1, 2, 3 ---(画素の番号)[Equation 7] T [n] = H [n] × (−1) n (9) where n = 0, 1, 2, 3 --- (pixel number)

【0025】次に本発明による第2の方式による高域検
出手段の一例を説明する。本例では、画素ずれ補正手段
で画素ずれを補正する前の色信号R,G,Bより高域成
分を検出するものである。空間画素ずらし法により緑色
用の固体撮像素子の画素と、赤および青色用の固体撮像
素子の画素とは画素ピッチの半分だけずらして配置され
ていることは上述した通りである。したがって、緑色信
号Gの画素の間に、赤および青色信号RおよびBを任意
の混合比で加重平均された画素を内挿すれば、もし被写
体が白黒であれば色信号R,G,Bは同じレベルの信号
となるので、被写体の信号を再現することになり、折り
返しのない広帯域の信号が作成できることになる。例え
ば、緑色信号Gと、青色信号Bとを1:1の比率で加重
平均すれば図24に示すようになる。なお、赤色信号R
と青色信号Bとの比は任意である。
Next, an example of the high frequency detecting means according to the second method of the present invention will be described. In this example, the high-frequency components are detected from the color signals R, G, and B before the pixel shift correction means corrects the pixel shift. As described above, the pixels of the solid-state image pickup device for green and the pixels of the solid-state image pickup device for red and blue are arranged with a shift of half the pixel pitch by the spatial pixel shift method. Therefore, if a pixel in which the red and blue signals R and B are weighted and averaged with an arbitrary mixing ratio is interpolated between the pixels of the green signal G, if the subject is black and white, the color signals R, G and B are Since the signals have the same level, the signal of the subject is reproduced, and a broadband signal without aliasing can be created. For example, the weighted average of the green signal G and the blue signal B at a ratio of 1: 1 is as shown in FIG. The red signal R
And the blue signal B are arbitrary.

【0026】また、被写体が図5に示すような周波数特
性を有している場合には、各固体撮像素子が出力する各
色信号R,G,Bの周波数特性は、図6および7に示す
ようなものとなるが、緑色信号Gの画素と画素との間
に、赤色信号Rと青色信号Bを任意の比率で加重平均さ
れた画素を内挿することによって、図5に示したものと
同じ周波数特性が得られることになる。このようにして
作成した信号を広帯域信号Wと称する。被写体が白黒
で、図5に示すような周波数特性を有する場合には、広
帯域信号Wも図5と同じ周波数特性を有することにな
る。本発明による高域検出手段は、各色信号R,G,B
に付加すべき高域成分を検出するのが目的であるから、
図5の周波数0.5 fs 以上の成分を抽出する。ここで被
写体に彩度がある場合には、各色チャネルでレベル差が
生じ、広帯域信号Wには、図24に示すように1/2 画素
ピッチ置きに交互に緑色信号Gと、赤および青色信号R
およびBを内挿するので、被写体に高域成分がなくても
周波数fs 近傍にピークを持つことになる。
Further, when the subject has the frequency characteristic as shown in FIG. 5, the frequency characteristic of each color signal R, G, B output from each solid-state image pickup device is as shown in FIGS. However, by interpolating a pixel obtained by weighted averaging the red signal R and the blue signal B at an arbitrary ratio between the pixel of the green signal G and the pixel, the same as that shown in FIG. Frequency characteristics can be obtained. The signal created in this way is called a wideband signal W. When the subject is black and white and has the frequency characteristic as shown in FIG. 5, the wideband signal W also has the same frequency characteristic as in FIG. The high-frequency detecting means according to the present invention is provided for each color signal R, G, B
Since the purpose is to detect high frequency components that should be added to
Extracting a frequency 0.5 f s or more components of FIG. Here, when the subject has saturation, a level difference occurs in each color channel, and the wideband signal W alternates between the green signal G and the red and blue signals every 1/2 pixel pitch as shown in FIG. R
Since B and B are interpolated, there is a peak near the frequency f s even if the subject has no high-frequency component.

【0027】ここで、色情報を伝えるのは色差信号であ
るが、この色差信号は各色信号R,G,Bの帯域は上述
したようにかなり狭く、I信号で1.5MHzである。この色
差信号の周波数帯域をfc とすると、被写体に彩度があ
る場合には、広帯域信号Wの周波数fs −fc からfs
までの間(図25のAの部分)にスペクトルが発生す
る。つまり、本来、低域成分しかない被写体であっても
色が付いていれば、広帯域信号Wの周波数fs −fc
らfs までの成分は除去しなければならない。つまり、
本発明の高域検出手段では、広帯域信号Wから周波数0.
5 fs からfs −fc までの間の成分(図25のBの部
分)を抽出するバンドパスフィルタとすればよい。この
ようにして検出した高域信号をTで表すことにする。
Here, it is the color difference signal that transmits the color information, but the band of each color signal R, G, B is quite narrow as described above, and the I signal is 1.5 MHz. Assuming that the frequency band of this color difference signal is f c , when the subject has saturation, the frequencies f s −f c to f s of the wide band signal W are obtained.
A spectrum is generated up to (up to (A in FIG. 25)). That is, even if the subject originally has only low-frequency components, if the subject is colored, the components from the frequencies f s −f c to f s of the wideband signal W must be removed. That is,
In the high frequency detecting means of the present invention, the frequency of 0.
Component of between 5 f s to f s -f c (the portion B in FIG. 25) may be a band pass filter for extracting. The high frequency signal detected in this way is represented by T.

【0028】本発明の第2の方式による折り返し成分検
出手段においては、上述した高域検出手段で検出した高
域成分Tから折り返し成分信号を検出する。各色信号
R,G,B中の折り返し成分は、高域成分が低域に折り
返ったものであるから、高域信号Tを周波数fs を中心
に0.5 fs 以下に移せば、それが折り返し成分となる。
そのためには、図23に示すように周波数fs にのみス
ペクトルを有する変調信号で高域信号Tを変調してやれ
ば、高域信号は周波数0.5 fs以下に移ることになる。
ディジタル信号の場合には、次式にしたがって処理をす
ればよい。このようにして得られる折り返し成分信号を
Hとする。
In the aliasing component detecting means according to the second method of the present invention, the aliasing component signal is detected from the high frequency component T detected by the above high frequency detecting means. Aliasing components of the respective color signals R, G, B in, since the high-frequency component is that back folding lowpass, if Utsuse below 0.5 f s about the frequency f s of the higher-band signal T, it is folded It becomes an ingredient.
To this end, as shown in FIG. 23, if the high frequency signal T is modulated with a modulation signal having a spectrum only at the frequency f s , the high frequency signal will shift to a frequency of 0.5 f s or less.
In the case of a digital signal, processing may be performed according to the following equation. The folding component signal obtained in this way is set to H.

【数8】 H〔n〕=T〔n〕×(−1)n n=0, 1, 2, 3 ---(画素の番号) (10)[Equation 8] H [n] = T [n] × (-1) n n = 0, 1, 2, 3 --- (pixel number) (10)

【0029】次に、折り返し除去手段について説明す
る。この折り返し除去手段では、折り返し成分検出手段
で検出した折り返し成分信号Hにより各色信号R,G,
Bから折り返し成分を除去するものである。各色信号
R,G,Bに含まれる折り返し成分は、上述したように
緑色信号Gと、赤および青色信号RおよびBとでは位相
が180 °異なっている。したがって色信号R,G,Bに
折り返し成分信号Hを次式(11)で示すように付加す
れば、各色信号に含まれる折り返し成分は相殺除去され
ることになる。このようにして折り返し成分が除去され
た色信号をRa ,Ga ,Ba とする。
Next, the folding back removing means will be described. This aliasing removing means uses the aliasing component signal H detected by the aliasing component detecting means for each color signal R, G,
The folding component is removed from B. The folding components included in the respective color signals R, G, B have a phase difference of 180 ° between the green signal G and the red and blue signals R and B as described above. Therefore, if the aliasing component signal H is added to the color signals R, G, and B as shown in the following expression (11), the aliasing component included in each color signal is canceled and removed. Thus the color signal aliasing components are removed by a R a, G a, B a .

【数9】 Ra =R+H Ga =G−H Ba =B+H (11)## EQU9 ## R a = R + H G a = G−H B a = B + H (11)

【0030】上述したように、図19に示した周波数特
性を有する信号から図21の周波数fc 以上を抽出して
得られる折り返し成分信号Hを各色信号R,G,Bに式
(11)により付加すると折り返し成分を除去すること
ができ、図22に示すように周波数0.5 fs 以下の信号
成分だけが再現されることになる。
As described above, the aliasing component signal H obtained by extracting the frequency f c or higher in FIG. 21 from the signal having the frequency characteristic shown in FIG. 19 is converted into each color signal R, G, B by the equation (11). the addition can be removed aliasing components, only the frequency 0.5 f s following signal components as shown in FIG. 22 is reproduced.

【0031】次に高域付加手段について説明する。本発
明においては、折り返し成分が除去された各色信号R
a,Ga,Baに高域成分を付加する。これは上述した
折り返し除去手段によって折り返し成分が除去された色
信号Ra ,Ga ,Ba に上述した高域検出手段で検出し
た高域信号Tを加算することによって実現できる。ディ
ジタル信号の場合には、次式(12)に従う処理を行え
ばよい。このように高域成分が付加された各色信号をR
b ,G b ,Bb で表す。
Next, the high frequency adding means will be described. Starting
In light, each color signal R from which the aliasing component is removed
A high frequency component is added to a, Ga and Ba. This is mentioned above
Color from which aliasing components have been removed by aliasing removing means
Signal Ra, Ga, BaDetected by the high-frequency detection means described above
It can be realized by adding the high frequency signals T. Di
In case of digital signal, processing according to the following equation (12) can be performed.
Good. As described above, each color signal to which the high frequency component is added is R
b, G b, BbIt is represented by.

【数10】 Rb =Ra +T Gb =Ga +T Bb =Ba +T (12) この処理によって図22に示す周波数特性を有する色信
号Ra ,Ga ,Ba に図23のB(T)で示す部分また
は図25の部分Bの高域信号Tが加算され、図26に示
すような周波数特性を有する色信号Rb ,Gb ,Bb
作成することができる。
## EQU10 ## R b = R a + T G b = G a + T B b = B a + T (12) By this processing, the color signals R a , G a , and B a having the frequency characteristics shown in FIG. The high frequency signal T of the portion indicated by B (T) or the portion B of FIG. 25 can be added to create the color signals R b , G b , B b having the frequency characteristics as shown in FIG.

【0032】上述した各手段で構成される本発明の映像
信号処理装置の幾つかの実施例を以下説明する。図27
は本発明による映像信号処理装置の第1の実施例を示す
ものであり、折り返し成分検出手段および高域検出手段
は上述した第1の方式のものを採用したものである。各
色用の固体撮像素子から出力される色信号R, G, Bを
先ず画素ずれ補正部31に供給し、各色信号R,B,G
間の画素ずれを補正する。図28は画素ずれ補正部31
の詳細な構成を示すものである。赤および青色信号Rお
よびBをスイッチ回路32Rおよび32Bの第1の入力
端子aにそれぞれ供給し、緑色信号Gをスイッチ回路3
2Gの第2の入力端子bに供給する。また、スイッチ回
路32Rおよび32Bの第2の入力端子bと、スイッチ
回路32Gの第1の入力端子aには「0」値を共通に供
給する。さらにこれらのスイッチ回路32R,32G,
32Bは周波数が固体撮像素子の動作周波数fs と等し
く、デューディが50% のクロックCKで切換え動作させ
る。すなわち、クロックが論理「L」のときには第1の
入力端子aの供給されている色信号を出力し、論理
「1」のときは第2の入力端子bに供給されている
「0」値を出力するようにして各色信号の画素と画素と
の間に「0」を挿入する。スイッチ回路32Gだけには
第1の入力端子aに「0」値が供給され、他のスイッチ
回路32Rおよび32Bには第2の入力端子bに「0」
値が供給されているので、「0」値が挿入される位置が
図17に示すように緑色チャネルと赤および青色チャネ
ルとでは1/2 画素ピッチ分ずれることになる。これらの
スイッチ回路32R,32G,32Bの出力信号を、そ
れぞれローパスフィルタ33R,33G,33Bに供給
し、周波数0.5 fs 以下の信号成分のみを通過させる。
このようにして、「0」を挿入した位置の画素を補間す
ることができる。この場合、緑色チャネルと、赤および
青色チャネルとでは、補間する位置がずれているので、
各色信号R,G,B間の画素ずれを補正した色信号
R′,G′,B′を得ることができる。
Some embodiments of the video signal processing device of the present invention constituted by the above means will be described below. FIG. 27
Shows a first embodiment of the video signal processing apparatus according to the present invention, and the folding component detecting means and the high frequency detecting means adopt the above-mentioned first system. The color signals R, G, B output from the solid-state image sensor for each color are first supplied to the pixel shift correction unit 31, and the color signals R, B, G are supplied.
Correct the pixel shift between them. FIG. 28 shows the pixel shift correction unit 31.
2 shows a detailed configuration of the above. The red and blue signals R and B are supplied to the first input terminals a of the switch circuits 32R and 32B, respectively, and the green signal G is supplied to the switch circuit 3
It is supplied to the second input terminal b of 2G. In addition, a “0” value is commonly supplied to the second input terminal b of the switch circuits 32R and 32B and the first input terminal a of the switch circuit 32G. Further, these switch circuits 32R, 32G,
32B has a frequency equal to the operating frequency f s of the solid-state image sensor, and is switched by the clock CK having a duty of 50%. That is, when the clock is logic "L", the color signal supplied to the first input terminal a is output, and when the clock is logic "1", the value "0" supplied to the second input terminal b is output. "0" is inserted between the pixels of each color signal so as to be output. A "0" value is supplied to the first input terminal a only to the switch circuit 32G, and a "0" value is supplied to the second input terminal b to the other switch circuits 32R and 32B.
Since the value is supplied, the position where the "0" value is inserted is shifted by 1/2 pixel pitch between the green channel and the red and blue channels as shown in FIG. These switch circuits 32R, 32G, the output signal of 32B, respectively low-pass filter 33R, 33G, and supplied to 33B, and passes only signals below component frequency 0.5 f s.
In this way, the pixel at the position where "0" is inserted can be interpolated. In this case, the interpolation positions are different between the green channel and the red and blue channels, so
It is possible to obtain the color signals R ', G', B'in which the pixel shift between the color signals R, G, B is corrected.

【0033】図27に示すように画素ずれを補正した色
信号R′,G′,B′を折り返し成分検出部34に供給
する。この折り返し成分検出部34の詳細な構成を29
に示す。上述したように画素ずれを補正した各色信号
R′,G′,B′を乗算器35R,35G,35Bの一
方の入力端子に供給する。乗算器35Rの他方の入力端
子には係数「r」を供給し、乗算器35Gの他方の入力
端子には係数「0.5 」を供給し、乗算器35Bの他方の
入力端子には係数「b」を供給する。ここで、係数rお
よびbはその和が0.5 となるような値であればどのよう
な値を設定してもよい。乗算器35Rおよび35Bの出
力信号を加算器36で加算し、これを減算器37に供給
する。この減算器37には乗算器35Gの出力信号をも
供給し、加算器36の出力信号から乗算器35Gの出力
信号を減算して折り返し信号Aを取り出す。この折り返
し信号Aをさらにハイパスフィルタ38に供給する。こ
のハイパスフィルタ38は、例えば色差信号の周波数帯
域をfc とすると、周波数f c 以下の信号成分は十分に
減衰され、周波数fc 以上の高域成分のみを通過させる
ものである。このようにしてハイパスフィルタ38から
折り返し成分信号Hを得ることができる。
Colors corrected for pixel shift as shown in FIG.
Supply signals R ', G', B'to folding component detector 34
To do. The detailed configuration of the aliasing component detector 34 will be described with reference to FIG.
Shown in. Each color signal corrected for pixel shift as described above
R ', G', B'is set to one of multipliers 35R, 35G, 35B
Supply to one input terminal. The other input end of the multiplier 35R
The coefficient "r" is supplied to the child, and the other input of the multiplier 35G
The coefficient "0.5" is supplied to the terminal and the other side of the multiplier 35B is supplied.
The coefficient "b" is supplied to the input terminal. Where the coefficient r
If b and b are such that the sum is 0.5, how
Any value may be set. Outputs of multipliers 35R and 35B
The force signals are added by the adder 36, and this is supplied to the subtractor 37
To do. The subtractor 37 also receives the output signal of the multiplier 35G.
Supply and output from the adder 36 output from the multiplier 35G
The signal is subtracted and the return signal A is extracted. This turn
Then, the signal A is further supplied to the high pass filter 38. This
The high-pass filter 38 of, for example, the frequency band of the color difference signal
Area fcThen, the frequency f cThe following signal components are sufficient
Attenuated, frequency fcPass only the high frequency components above
It is a thing. In this way, from the high pass filter 38
The folded component signal H can be obtained.

【0034】図27に示すように、折り返し成分検出部
34で検出した折り返し成分信号Hを高域検出部39へ
供給する。この高域検出部39の詳細な構成を図30に
示す。折り返し成分信号Hを乗算器40の一方の入力端
子に供給する。一方、スイッチ回路41の第1および第
2の入力端子aおよびbには「1」および「−1」をそ
れぞれ供給し、このスイッチ回路を周波数fs のクロッ
ク信号CKで駆動する。クロック信号CKが低論理値
「L」であればスイッチ回路41は第1入力端子aに供
給される「1」値を出力し、高論理値「H」であれば、
第2の入力端子bに供給される「−1」を出力するもの
である。すなわち、このスイッチ回路41は周波数fs
にのみスペクトルを有する変調信号を発生することにな
る。この変調信号を乗算器40の第2の入力端子に供給
し、上述した折り返し成分信号Hを変調して高域信号T
を作成する。
As shown in FIG. 27, the aliasing component signal H detected by the aliasing component detector 34 is supplied to the high frequency detector 39. FIG. 30 shows a detailed configuration of the high frequency detection unit 39. The folded component signal H is supplied to one input terminal of the multiplier 40. On the other hand, "1" and "-1" are supplied to the first and second input terminals a and b of the switch circuit 41, respectively, and the switch circuit is driven by the clock signal CK having the frequency f s . If the clock signal CK has a low logical value "L", the switch circuit 41 outputs the value "1" supplied to the first input terminal a, and if it has a high logical value "H",
It outputs "-1" supplied to the second input terminal b. That is, this switch circuit 41 has a frequency f s.
A modulated signal having a spectrum only will be generated. This modulated signal is supplied to the second input terminal of the multiplier 40, and the above-mentioned folded component signal H is modulated to produce the high frequency signal T.
To create.

【0035】図27に示すように、画素ずれ補正部31
から出力される画素ずれの補正された各色信号R′,
G′,B′と、折り返し成分検出部34で検出された折
り返し成分信号Hとを折り返し除去部42に供給して各
色信号に含まれている折り返し成分を除去する。図31
は折り返し除去部42の詳細な構成を示すものである。
画素ずれ補正部31で各色間の画素ずれが補正された赤
および青色信号R′およびB′を、折り返し成分検出部
34で検出された折り返し成分信号Hとともにそれぞれ
加算器43Rおよび43Bへ供給するとともに画素ずれ
が補正された緑色信号G′を折り返し成分信号Hととも
に減算器43Gへ供給し、上述した式(11)に従う演
算を行って折り返し成分が除去された色信号Ra
a ,Ba を作成する。
As shown in FIG. 27, the pixel shift correction unit 31
From each pixel signal R ′, from which the pixel shift has been corrected,
G'and B'and the aliasing component signal H detected by the aliasing component detecting unit 34 are supplied to the aliasing removing unit 42 to remove the aliasing component contained in each color signal. Figure 31
Shows a detailed configuration of the turnback removing unit 42.
The red and blue signals R ′ and B ′ whose pixel shifts between the respective colors have been corrected by the pixel shift correction unit 31 are supplied to the adders 43R and 43B together with the folding component signal H detected by the folding component detecting unit 34. The green signal G ′ in which the pixel shift is corrected is supplied to the subtractor 43G together with the folding component signal H, and the calculation according to the above equation (11) is performed to remove the folding signal R a ,
Create G a and B a .

【0036】図27に示すように、折り返し成分が除去
された色信号Ra ,Ga ,Ba と、高域検出部39で検
出した高域信号Tとを高域付加部44へ供給する。図3
2は高域付加部44の詳細な構成を示すものであり、上
述した折り返し成分が除去された色信号Ra ,Ga ,B
a を高域信号Tとともにそれぞれ加算器44R,44
G,44Bへ供給して上述した式(12)に従う演算を
行って高域信号Tを付加した色信号Rb ,Gb ,Bb
最終色信号出力として作成する。
As shown in FIG. 27, the color signals R a , G a and B a from which the aliasing component has been removed and the high frequency signal T detected by the high frequency detecting section 39 are supplied to the high frequency adding section 44. . Figure 3
2 shows the detailed structure of the high frequency adding unit 44, the color signals R a to the above-mentioned aliasing components are removed, G a, B
a together with the high frequency signal T, adders 44R, 44
The color signals R b , G b , and B b to which the high-frequency signal T is added are created as the final color signal output by supplying the signals to the G and 44 B and performing the calculation according to the above-described formula (12).

【0037】図33は本発明による映像信号処理装置の
第2の実施例の全体の構成を示すものである。上述した
第1の実施例においては、各色間の画素ずれを補正した
色信号R′,G′,B′から折り返し成分信号Hを検出
し、さらにこの折り返し成分から高域信号Tを検出する
ようにしたが、本例においては画素ずれ補正を行う以前
の色信号R,G,Bから高域信号Tを取り出し、この高
域信号から折り返し成分信号Hを検出するようにしたも
のである。すなわち、折り返し成分検出手段と高域検出
手段を上述した第2の方式で構成したものである。
FIG. 33 shows the overall construction of the second embodiment of the video signal processing device according to the present invention. In the above-described first embodiment, the aliasing component signal H is detected from the color signals R ', G', B'in which the pixel shift between the respective colors is corrected, and the high frequency signal T is detected from this aliasing component. However, in this example, the high frequency signal T is extracted from the color signals R, G and B before the pixel shift correction, and the folding component signal H is detected from this high frequency signal. That is, the folding component detecting means and the high frequency detecting means are configured by the above-mentioned second method.

【0038】図34は本例の高域検出部39の詳細な構
成を示すものである。乗算器51Rには赤色用固体撮像
素子から出力される赤色信号Roと、係数「rr」とを
供給してこれらの積を作成し、乗算器51Bには青色用
固体撮像素子から出力される青色信号Bと、係数「b
b」とを供給してこれらの積を作成する。これらの乗算
器の出力信号を加算器52で加算して加重平均を求め
る。ここで、係数「rr」および「bb」はその和が1.
0 であればどのような値に設定してもよい。一方、緑色
用の固体撮像素子から出力される緑色信号Gをスイッチ
回路53の第1の入力端子aに供給し、上述した加算器
52の出力信号を第2の入力端子bへ供給する。このス
イッチ回路53は上述したクロック信号CKで駆動して
図24に示すような広帯域信号Wを作成する。この広帯
域信号Wをバンドパスフィルタ54に通す。このバンド
パスフィルタ54は、色差信号の周波数帯域をfc とす
ると、周波数0.5 fs 以上fs −fc 以下を通過させる
ように構成する。このようにしてバンドパスフィルタ5
4から高域信号Tを出力することができる。
FIG. 34 shows a detailed structure of the high frequency detecting section 39 of this example. The multiplier 51R is supplied with the red signal Ro output from the red solid-state image sensor and the coefficient "rr" to create a product of these, and the multiplier 51B outputs the blue signal output from the blue solid-state image sensor. Signal B and coefficient "b
b ”to produce the product of these. The output signals of these multipliers are added by an adder 52 to obtain a weighted average. Here, the sum of the coefficients "rr" and "bb" is 1.
If it is 0, it may be set to any value. On the other hand, the green signal G output from the solid-state image pickup device for green is supplied to the first input terminal a of the switch circuit 53, and the output signal of the adder 52 described above is supplied to the second input terminal b. The switch circuit 53 is driven by the clock signal CK described above to generate the wide band signal W as shown in FIG. The wideband signal W is passed through the bandpass filter 54. The band-pass filter 54, and the frequency band of the chrominance signal and f c, is configured to pass below the frequency 0.5 f s or f s -f c. In this way, the bandpass filter 5
4 can output the high frequency signal T.

【0039】図33に示すように上述した高域検出部3
9から出力される高域信号Tを折り返し成分検出部34
に供給する。この折り返し成分検出部34の詳細な構成
を図35に示す。スイッチ回路55を設け、その第1お
よび第2の入力端子aおよびbには「1」値および「−
1」値を供給し、このスイッチ回路をクロック信号CK
で駆動する。このスイッチ回路55の出力信号は周波数
s にのみスペクトルを有する変調信号(図23に示す
変調信号Cと同様のもの)である。この変調信号Cを高
域信号Tとともに乗算器56に供給し、高域信号Tを変
調信号で変調して式(10)の処理を行って折り返し成
分信号Hを検出することができる。図33に示した本発
明による映像信号処理装置の他の構成は上述した第1の
実施例の構成を同じであるので、その説明は省略する。
As shown in FIG. 33, the above-mentioned high frequency detecting section 3
The high-frequency signal T output from the aliasing component detector 34
Supply to. FIG. 35 shows the detailed configuration of the aliasing component detector 34. A switch circuit 55 is provided, and its first and second input terminals a and b have a value of "1" and "-".
1 "value to feed this switch circuit to the clock signal CK
Drive with. The output signal of the switch circuit 55 is a modulation signal (similar to the modulation signal C shown in FIG. 23) having a spectrum only at the frequency f s . The modulated signal C can be supplied to the multiplier 56 together with the high frequency signal T, the high frequency signal T can be modulated by the modulated signal, and the processing of formula (10) can be performed to detect the aliasing component signal H. The other configuration of the video signal processing apparatus according to the present invention shown in FIG. 33 is the same as the configuration of the first embodiment described above, and therefore its description is omitted.

【0040】図36は本発明による映像信号処理装置の
第3の実施例の全体の構成を示すものである。本例にお
いては、高域信号Tは第2の実施例と同様に画素ずれ補
正を行う以前の色信号R,G,Bから検出し、折り返し
成分信号Hは第1の実施例と同様に画素ずれを補正した
色信号R′,G′,B′から検出するとともに折り返し
除去部42と高域付加部44との接続位置を逆としたも
のである。すなわち、折り返し成分の除去および高域信
号の付加は減算および加算処理によって行われるので、
その順序はどのようにしてもよい。
FIG. 36 shows the overall construction of the third embodiment of the video signal processing apparatus according to the present invention. In this example, the high frequency signal T is detected from the color signals R, G and B before the pixel shift correction as in the second embodiment, and the folding component signal H is the same as in the first embodiment. The detection is performed from the color signals R ', G', and B 'whose deviations have been corrected, and the connection positions of the aliasing removing section 42 and the high frequency band adding section 44 are reversed. That is, since the removal of the aliasing component and the addition of the high frequency signal are performed by the subtraction and addition processing,
The order may be arbitrary.

【0041】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、被写体の色の付いている部分で折り返し成分信号H
のレベルを零とすることにより、被写体の無彩色部分ま
たは無彩色に近い部分に付いてのみ折り返し成分の除去
および高域信号の付加を行うようにすることもできる。
すなわち、折り返し成分検出手段の第3の方式において
は、各色信号に含まれる折り返し成分が各色信号の中で
その位相が異なることを利用して折り返し成分信号を検
出し、さらに各色信号を調べ、色の付いていない無彩色
の部分であれば、その折り返し成分信号をそのまま出力
し、色の付いている彩色部分であれば折り返し成分信号
を零として折り返し成分信号を検出するものである。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications and variations are possible. For example, the aliasing component signal H at the colored part of the subject
It is also possible to eliminate the aliasing component and add the high frequency signal only to the achromatic portion of the subject or a portion close to the achromatic color by setting the level of 0 to zero.
That is, in the third method of the aliasing component detecting means, the aliasing component signal included in each color signal is detected in phase difference among the respective color signals, the aliasing component signal is detected, and each color signal is examined to determine the color. If it is an achromatic part without a mark, the aliasing component signal is output as it is, and if it is a colored part with a color, the aliasing component signal is set to zero and the aliasing component signal is detected.

【0042】上述した第1の方式の折り返し成分検出手
段においては、被写体に色が付いていれば、色信号R,
G,B間にレベル差が生じ、式(7)にしたがって折り
返し信号Aを作成すると、折り返しがなくても折り返し
信号Aは何らのレベルを持つことになる。そこで、色情
報を伝える色差信号に影響を与えないように、折り返し
成分信号から色差信号帯域fc 以上の成分を取り出した
折り返し成分信号Hを得るようにしている。これは、あ
くまでも色情報を伝える色差信号にさえ影響がなければ
よいということが前提である。しかし、実際には被写体
に色が付いていて、しかもその被写体に色差信号帯域f
c 以上の周波数成分があれば、折り返し成分信号Hには
折り返しでもないのに何らかのレベルを持ち、その結果
折り返し除去手段および高域検出手段で誤った処理が行
われることになる。
In the above-described first-type folding component detecting means, if the object is colored, the color signals R,
A level difference occurs between G and B, and when the folding signal A is created according to the equation (7), the folding signal A has any level even if there is no folding. Therefore, the aliasing component signal H is obtained by extracting the components in the color difference signal band f c or more from the aliasing component signal so as not to affect the color difference signal transmitting the color information. This is based on the premise that the color difference signal that conveys color information should not be affected. However, in reality, the subject is colored, and the color difference signal band f
If there is a frequency component equal to or higher than c , the aliasing component signal H has some level although it is not aliasing, and as a result, erroneous processing is performed by the aliasing removing means and the high frequency detecting means.

【0043】上述した欠点を除去するために、第3の方
式の折り返し成分検出手段においては、被写体に色が付
いているかどうかを検出し、その部分では折り返し成分
信号Hのレベルを強制的に零とすることによって被写体
の無彩色部分または無彩色に近い部分でのみ折り返し除
去および高域信号付加を行うものである。
In order to eliminate the above-mentioned drawback, the folding component detecting means of the third method detects whether or not the subject is colored, and at that portion, the level of the folding component signal H is forced to zero. By doing so, aliasing removal and high frequency signal addition are performed only in the achromatic portion of the subject or in a portion close to the achromatic color.

【0044】先ず、被写体に色が付いているか否かを検
出する方法について説明する。被写体に色が付いている
かどうかを検出するには、各色信号R,G,Bの比率が
1:1:1になっているかどうかを検出する方法がある
が、ここでは上述した第1の方式による折り返し成分検
出手段の構成を変更することによって簡単に実現する方
法について説明する。被写体に色が付いていれば、色信
号R,G,B間にレベル差が生じ、式(7)においても
折り返し信号Aには何らかのレベルを持つことになる。
色が付いていなければ色信号R,G,B間にレベル差が
ないので折り返し信号Aは零となる。ただし、これは画
素ずれを補正した色信号R′,G′,B′に折り返しが
ない場合であり、画素ずれを補正した色信号に折り返し
がある場合には、それは比較的高域の周波数に多く含ま
れる筈である。そこで、折り返し信号Aの低域部を取り
出せば、折り返し成分は無視できることになる。この折
り返し信号Aの低域成分をAL とする。この低域成分A
L が零であれば、その部分では被写体に色が付いていな
いことになり、この低域成分AL が零でなければ被写体
に色が付いていると判断することができる。
First, a method for detecting whether or not a subject is colored will be described. In order to detect whether or not the subject is colored, there is a method of detecting whether or not the ratio of the color signals R, G, B is 1: 1: 1. Here, the first method described above is used. A method that can be easily realized by changing the configuration of the aliasing component detecting means will be described. If the subject is colored, there will be a level difference between the color signals R, G and B, and the folding signal A will have some level in the equation (7).
If there is no color, there is no level difference between the color signals R, G and B, so the folding signal A becomes zero. However, this is the case where the color signals R ′, G ′, and B ′ whose pixel shifts have been corrected have no aliasing, and when the color signals whose pixel shifts have been corrected have aliasing, they have a relatively high frequency range. It should be included a lot. Therefore, if the low frequency part of the folding signal A is taken out, the folding component can be ignored. The low frequency component of the folding signal A is A L. This low frequency component A
If L is zero, the subject is not colored in that portion, and if this low-frequency component A L is not zero, it can be determined that the subject is colored.

【0045】上述した原理に基づいて折り返し成分信号
Aの低域成分AL により被写体に色が付いているか否か
を判定し、判定信号AC を作成する。この判定信号AC
は、被写体に色が付いていると判定されれば、その部分
を0.0 とし、色が付いていないと判定された部分を1.0
とする信号である。色が付いているか否か微妙な部分は
0.0 から1.0 の間の値とするものである。最後に、判定
信号AC が被写体に色が付いていること示している場合
には、その部分では折り返し成分信号Hのレベルを零と
し、被写体に色が付いていないと判定された部分では折
り返し成分信号Hをそのまま出力する。このようにして
作成した折り返し成分信号をH′とする。上述した処理
は実際には次の演算によって行うことができる。
Based on the above-described principle, it is determined by the low frequency component A L of the aliasing component signal A whether the subject is colored or not, and the determination signal A C is created. This judgment signal A C
If the subject is determined to be colored, that portion is set to 0.0, and the portion not determined to be colored is set to 1.0.
Signal. Whether there is a color or not
The value should be between 0.0 and 1.0. Finally, when the determination signal A C indicates that the subject is colored, the level of the aliasing component signal H is set to 0 at that portion, and aliasing is performed at the portion where it is determined that the subject is not colored. The component signal H is output as it is. The folding component signal generated in this way is designated as H '. The above-described processing can be actually performed by the following calculation.

【数11】 H′=H×AC (13)(11) H ′ = H × A C (13)

【0046】上述した折り返し成分検出手段によれば、
色が付いているかどうか微妙な部分で、比較的色が付い
ていて判定信号AC が0.0 に近い値である場合には、出
力される折り返し成分信号′は零に近づき、また逆に色
の付きが少なく、判定信号A C の値が1.0 に近い部分で
は折り返し成分信号Hのレベルに近い値を有する信号が
得られることになる。このようにして、被写体の無彩色
部分または無彩色に近い部分の折り返し成分を抽出した
折り返し成分信号H′を得ることができる。このような
折り返し成分信号H′を上述した折り返し除去手段や高
域検出手段に与えれば、被写体の無彩色部分またはそれ
に近い部分に対してだけ折り返し成分除去および高域付
加が行われ、色の付いている部分では何の処理も行わな
いので、被写体に色差信号帯域fc 以上の周波数成分が
ある場合でも、誤った処理がなされるのを有効に防止す
ることができる。
According to the folding component detecting means described above,
Whether it is colored or not, it is relatively colored.
The judgment signal ACIf is close to 0.0, then
The applied folding component signal 'approaches zero and vice versa.
Judgment signal A with little sticking CWhere the value of is close to 1.0
Is a signal having a value close to the level of the folding component signal H
Will be obtained. In this way, the achromatic color of the subject
Extracted the aliasing component of a part or a part close to achromatic color
A folded component signal H'can be obtained. like this
The aliasing component signal H ′ is converted into the aliasing removing means or the high
If it is given to the area detection means, the achromatic part of the subject or that
Elimination of aliasing components and high range only for the part close to
Addition, no processing is performed on the colored part.
Therefore, the color difference signal band fcThe above frequency components
Effectively prevent wrong processing even if there is
You can

【0047】図37は上述した折り返し成分検出手段の
具体的な構成を示すものであり、左側に示す乗算器35
R,35G,35B,加算器36、減算器37およびハ
イパスフィルタ38は図29に示した折り返し成分検出
部の構成と対応しており、左側の破線で囲った部分が追
加された部分である。本例においては、減算器37から
出力される折り返し信号Aからハイパスフィルタ38の
出力Hを減算器61で減算することによって折り返し信
号Aの低域成分AL を検出する。この低域成分AL は折
り返し信号Aをローパスフィルタに通すことによって得
ることもできる。
FIG. 37 shows a concrete structure of the above-mentioned folding component detecting means, and a multiplier 35 shown on the left side.
The R, 35G, 35B, the adder 36, the subtractor 37, and the high-pass filter 38 correspond to the configuration of the folding component detection unit shown in FIG. 29, and the portion surrounded by the broken line on the left side is added. In this example, the output H of the high-pass filter 38 is subtracted from the aliasing signal A output from the subtractor 37 by the subtractor 61 to detect the low-frequency component A L of the aliasing signal A. This low frequency component A L can also be obtained by passing the folding signal A through a low pass filter.

【0048】次に、この減算器61から出力される低域
信号AL を絶対値回路62に供給して絶対値を求める。
折り返し信号Aは式(7)に示すように処理するので正
負の値を取るので、その低域成分AL も正負の値を取る
ので、その絶対値を求める必要がある。このようにして
求めた低域成分AL の絶対値を次に乗算器63に供給
し、任意のゲイン量で増幅する。このゲイン量により後
段の処理で次のように処理される。このゲイン量を小さ
くすれば、被写体の無彩色部分と彩色部分との区別が甘
くなり、比較的色が付いている部分でも色が付いていな
いような処理がなされることになる。また、ゲイン量を
過度に大きくすると、あまり色が付いていない部分でも
色が付いているような処理がなされることになる。
Next, the low frequency signal A L output from the subtractor 61 is supplied to the absolute value circuit 62 to obtain the absolute value.
Since the folding signal A is processed as shown in the equation (7), it takes a positive or negative value, and therefore the low-frequency component A L also takes a positive or negative value. Therefore, it is necessary to obtain its absolute value. The absolute value of the low frequency component A L obtained in this way is then supplied to the multiplier 63 and amplified with an arbitrary gain amount. This gain amount is processed as follows in the subsequent processing. If this gain amount is reduced, the achromatic portion and the colored portion of the subject become less distinct, and the relatively colored portion is processed so as not to be colored. Further, if the gain amount is made excessively large, even a portion that is not so much colored will be treated as if it is colored.

【0049】さらに、乗算器63の出力信号をクリップ
回路64に供給し、乗算器の出力信号が1.0 を越える場
合にこれを1.0 にクリップする。このクリップ回路64の
出力信号をさらに減算器65に供給し、「1.0 」値から
この出力信号を減算する。この減算器65の出力信号が
判定信号AC であり、被写体に色が付いていれば、その
部分では判定信号AC は0.0 となり、色が付いていない
部分では1.0 となり、色が付いているか否か微妙な部分
では0.0 〜1.0 の間の値を取ることになる。
Further, the output signal of the multiplier 63 is supplied to the clipping circuit 64, and when the output signal of the multiplier exceeds 1.0, it is clipped to 1.0. The output signal of the clipping circuit 64 is further supplied to the subtractor 65, and this output signal is subtracted from the "1.0" value. The output signal of the subtractor 65 is the judgment signal A C , and if the subject is colored, the judgment signal A C is 0.0 in that part and 1.0 in the uncolored part, and is it colored? In the subtle part, it takes a value between 0.0 and 1.0.

【0050】ハイパスフィルタ38から出力される折り
返し成分信号Hと上述した減算器65から出力される判
定信号AC とを乗算器66に供給してこれらの積を求め
ることにより、色の付いている部分では折り返し成分信
号Hのレベルを零とし、被写体に色が付いていない部分
では折り返し成分信号Hをそのまま出力した折り返し成
分信号H′が得られることになる。
The aliasing component signal H output from the high-pass filter 38 and the decision signal A C output from the subtractor 65 described above are supplied to the multiplier 66, and the product of these is obtained to obtain a color. The level of the aliasing component signal H is set to zero in the portion, and the aliasing component signal H ′ is obtained by outputting the aliasing component signal H as it is in the portion where the subject is not colored.

【0051】[0051]

【発明の効果】上述したように本発明による映像信号処
理装置によれば、空間画素ずらしが行われた固体撮像素
子から出力される色信号に含まれる折り返しを完全に除
去し、周波数特性の良い高解像度の色信号を得ることが
できる。すなわち、従来の映像信号処理装置において
は、輝度信号を作成するマトリックスで画素ずらしを成
立させていたので高域部が十分には延びず、周波数特性
の劣化があり、折り返し成分が若干残っていたが、本発
明によれば各色信号で折り返し成分を除去し、高域部を
付加するようにしたので、折り返し成分の残留がなく、
限界解像度を向上でき、しかも周波数特性の劣化を殆ど
なくすことができる。さらに、各色信号で画素ずらしを
成立させているので、3板式カラーテレビカメラから色
信号を出力する場合、従来の映像信号処理装置のような
レジストレーションエラーが全くない色信号を得ること
ができる。したがって、色信号をマトリックスして作ら
れる輝度信号も折り返し成分が完全に除去され、周波数
特性の劣化もなく、高い水平解像度を有する高品質の映
像信号を得ることができる。なお、画素ずれの補正につ
いては、各固体撮像素子を同一の位相のクロックパルス
で読み出した場合にのみ効果があるが、他の効果につい
ては固体撮像素子の読み出しとは無関係に得られるもの
である。
As described above, according to the video signal processing device of the present invention, aliasing included in the color signal output from the solid-state image pickup device in which the spatial pixel shift is performed is completely removed, and the frequency characteristic is excellent. High resolution color signals can be obtained. That is, in the conventional video signal processing device, since the pixel shift is established in the matrix for creating the luminance signal, the high frequency region is not sufficiently extended, the frequency characteristic is deteriorated, and the folding component is slightly left. However, according to the present invention, since the aliasing component is removed in each color signal and the high frequency part is added, there is no residue of the aliasing component,
The limit resolution can be improved, and the deterioration of frequency characteristics can be almost eliminated. Further, since the pixel shift is established for each color signal, when the color signal is output from the three-panel color television camera, it is possible to obtain a color signal having no registration error as in the conventional video signal processing device. Therefore, the aliasing component is completely removed from the luminance signal formed by matrixing the color signals, and the high-quality video signal having high horizontal resolution can be obtained without deterioration of the frequency characteristic. Note that the pixel shift correction is effective only when each solid-state image pickup element is read with a clock pulse of the same phase, but other effects can be obtained regardless of the reading of the solid-state image pickup element. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、空間画素ずらし法を採用したカラーテ
レビカメラの撮像部の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image pickup unit of a color television camera adopting a spatial pixel shift method.

【図2】図2は、同じくその各色用の画素位置の配置を
示す線図である。
FIG. 2 is a diagram similarly showing the arrangement of pixel positions for each color.

【図3】図3は、同じく各色用の画素の空間的配置位置
の関係を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship of spatial arrangement positions of pixels for each color.

【図4】図4は、輝度信号に含まれる折り返し成分を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing folding components included in a luminance signal.

【図5】図5は、被写体の周波数特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing frequency characteristics of a subject.

【図6】図6は、緑色信号の周波数特性を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing frequency characteristics of a green signal.

【図7】図7は、赤および青色信号の周波数特性を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing frequency characteristics of red and blue signals.

【図8】図8は、各色用の撮像素子による走査位置を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a scanning position by the image sensor for each color.

【図9】図9は、緑色用の撮像素子による走査位置を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing scanning positions by a green image pickup element.

【図10】図10は、赤および青色用の撮像素子による
走査位置を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing scanning positions by red and blue image pickup devices.

【図11】図11は、図9および11に示す色信号から
作成される輝度信号を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a luminance signal created from the color signals shown in FIGS. 9 and 11;

【図12】図12は、輝度信号の高域部および低域部を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a high band part and a low band part of a luminance signal.

【図13】図13は、従来の零次ホールド法による補間
処理を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing interpolation processing by a conventional zero-order hold method.

【図14】図14は、従来の映像信号処理装置の一例を
示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing an example of a conventional video signal processing device.

【図15】図15は、従来の映像信号処理装置の他の例
を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing another example of a conventional video signal processing device.

【図16】図16は、本発明による映像信号処理装置を
具えるカラーテレビカメラの全体の構成を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing an overall configuration of a color television camera including a video signal processing device according to the present invention.

【図17】図17Aは、空間画素ずらし法を採用したカ
ラーテレビカメラの各色信号の固体撮像素子から出力さ
れる色信号間のずれを示す線図であり、図17Bは、本
発明による画素ずれ補正処理を示す線図である。
FIG. 17A is a diagram showing a shift between color signals output from a solid-state image sensor of each color signal of a color television camera adopting a spatial pixel shift method, and FIG. 17B is a pixel shift according to the present invention. It is a diagram which shows a correction process.

【図18】図18は、本発明による画素ずれ補正処理に
おける鏡像スペクトルを示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a mirror image spectrum in the pixel shift correction processing according to the present invention.

【図19】図19は、画素ずれ補正処理においてローパ
スフィルタに通して得られる色信号を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a color signal obtained through a low-pass filter in the pixel shift correction process.

【図20】図20は、折り返し成分を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing folding components.

【図21】図21は、折り返し成分と色差信号成分を示
す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a folding component and a color difference signal component.

【図22】図22は、折り返し成分を除去した色信号を
示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a color signal from which aliasing components have been removed.

【図23】図23は、折り返し成分から高域成分を再生
する処理を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a process of reproducing a high frequency component from a folding component.

【図24】図24は、赤および青色信号を加重平均して
高域成分を検出する処理を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a process of detecting a high frequency component by weighted averaging red and blue signals.

【図25】図25は、高域成分から折り返し成分を検出
する処理を示す図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating a process of detecting a folding component from a high frequency component.

【図26】図26は、折り返し成分を除去した後、高域
成分を付加する処理を示す図である。
FIG. 26 is a diagram illustrating a process of adding a high frequency component after removing a folding component.

【図27】図27は、本発明による映像信号処理装置の
第1の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a video signal processing device according to the present invention.

【図28】図28は、その画素ずれ補正部の詳細を示す
図である。
FIG. 28 is a diagram showing details of the pixel shift correction unit.

【図29】図29は、その折り返し成分検出部の詳細を
示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing details of the aliasing component detection unit.

【図30】図30は、その高域検出部の詳細を示す図で
ある。
FIG. 30 is a diagram showing details of the high-frequency detector.

【図31】図31は、その折り返し除去部の詳細を示す
図である。
FIG. 31 is a diagram showing details of the turn-back removing unit.

【図32】図32は、その高域付加部の詳細を示す図で
ある。
FIG. 32 is a diagram showing details of the high-frequency adding unit.

【図33】図33は、本発明による映像信号処理装置の
第2の実施例を示すブロック図である。
FIG. 33 is a block diagram showing a second embodiment of the video signal processing device according to the present invention.

【図34】図34は、第2の実施例の高域検出部の詳細
を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing details of a high frequency detection unit of the second embodiment.

【図35】図35は、第2の実施例の折り返し成分検出
部の詳細を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing details of a folding component detection unit of the second embodiment.

【図36】図36は、本発明による映像信号処理装置の
第3の実施例を示すブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram showing a third embodiment of the video signal processing device according to the present invention.

【図37】図37は、第3の実施例の折り返し成分検出
部の詳細を示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing details of the aliasing component detection unit of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 色分解プリズム 22R,22G,22B 固体撮像素子 23 映像信号処理装置 24 マトリックス 25 エンコーダ 26 Iフィルタ 27 Qフィルタ 31 画素ずれ補正部 34 折り返し成分検出部 39 高域検出部 42 折り返し除去部 44 高域付加部 21 Color Separation Prism 22R, 22G, 22B Solid-state Image Sensor 23 Video Signal Processing Device 24 Matrix 25 Encoder 26 I Filter 27 Q Filter 31 Pixel Displacement Correction Unit 34 Folding Component Detection Unit 39 High Frequency Detection Unit 42 Folding Removal Unit 44 High Band Addition Department

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々が多数の受光素子をマトリックス状
に配列した少なくとも2個の固体撮像素子を具え、これ
らの固体撮像素子を、それらの受光素子が受光素子の配
列ピッチのほぼ半分だけ主走査方向に互いにずれるよう
に配置して空間画素ずらしを行った固体撮像装置から出
力される複数の色信号間の画素ずれを、周波数特性の劣
化を抑止しながら補正する画素ずれ補正手段と、 各色信号に含まれる折り返し成分を検出する折り返し成
分検出手段と、 固体撮像素子が出力可能な周波数以上の高域成分を検出
する高域検出手段と、 前記折り返し成分検出手段によって検出した折り返し成
分により各色信号中の折り返し成分を除去する折り返し
成分除去手段と、 前記高域検出手段によって検出した高域成分を各色信号
に付加する高域成分付加手段とを具えることを特徴とす
る映像信号処理装置。
1. A solid-state image pickup device comprising at least two solid-state image pickup devices, each of which has a large number of light-receiver devices arranged in a matrix. A pixel shift correction unit that corrects a pixel shift between a plurality of color signals output from a solid-state imaging device that is arranged so as to be shifted from each other in a spatial pixel shift manner, while suppressing deterioration of frequency characteristics; The aliasing component detecting means for detecting the aliasing component included in, the high frequency detecting means for detecting the high frequency component higher than the frequency that the solid-state image sensor can output, And a high frequency component for adding the high frequency component detected by the high frequency detection means to each color signal. A video signal processing apparatus characterized by comprising a means.
【請求項2】 前記折り返し成分検出手段を、各色信号
に含まれる折り返し成分が各色信号中でその位相が異な
ることを利用して折り返し成分を検出するように構成し
たことを特徴とする請求項1記載の映像信号処理装置。
2. The aliasing component detecting means is configured to detect the aliasing component by utilizing that the aliasing component included in each color signal has a different phase in each color signal. The described video signal processing device.
【請求項3】 前記高域検出手段を、各色信号の固体撮
像素子の空間的配置を利用して高域成分を検出するよう
に構成したことを特徴とする請求項1記載の映像信号処
理装置。
3. The video signal processing apparatus according to claim 1, wherein the high-frequency detecting means is configured to detect a high-frequency component by utilizing a spatial arrangement of solid-state image pickup elements of each color signal. .
【請求項4】 前記折り返し成分検出手段を、前記高域
検出手段によって検出した高域成分を固体撮像素子の動
作周波数で周波数変調することによって折り返し成分を
検出するように構成したことを特徴とする請求項1記載
の映像信号処理装置。
4. The folding component detecting means is configured to detect the folding component by frequency-modulating the high-frequency component detected by the high-frequency detecting means with an operating frequency of a solid-state image sensor. The video signal processing device according to claim 1.
【請求項5】 前記高域検出手段を、前記折り返し成分
検出手段によって検出した折り返し成分を固体撮像素子
の動作周波数で周波数変調することによって高域成分を
検出するように構成したことを特徴とする請求項1記載
の映像信号処理装置。
5. The high-frequency detecting unit is configured to detect the high-frequency component by frequency-modulating the folding component detected by the folding-component detecting unit with the operating frequency of the solid-state image sensor. The video signal processing device according to claim 1.
【請求項6】 前記折り返し成分検出手段を、被写体の
色の付いている部分の折り返し成分を零またはほぼ零と
するように構成したことを特徴とする請求項1記載の映
像信号処理装置。
6. The video signal processing apparatus according to claim 1, wherein the aliasing component detecting means is configured to set an aliasing component of a colored portion of the subject to zero or substantially zero.
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