JPH077735A - 色分離装置 - Google Patents

色分離装置

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JPH077735A
JPH077735A JP5143909A JP14390993A JPH077735A JP H077735 A JPH077735 A JP H077735A JP 5143909 A JP5143909 A JP 5143909A JP 14390993 A JP14390993 A JP 14390993A JP H077735 A JPH077735 A JP H077735A
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JP
Japan
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signal
color separation
color
output
noise
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Pending
Application number
JP5143909A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Iizuka
哲也 飯塚
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像装置等における色分離装置におい
て、分離抽出された出力信号に含まれる雑音を軽減する
こと。 【構成】 色分離装置に入力する点順次信号から各色信
号をサンプリングによって分離するとともに、各色の繰
り返し周期内の欠落部分を上記入力点順次信号を遅延し
た信号から分離した同一色の信号で補間するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に色分離装置に関
し、特に、固体撮像装置において、固体撮像素子から供
給される点順次信号を処理する回路に用いられる色分離
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】固体撮像素子から供給された点順次信号
の中からRGB(赤、緑、青)信号を分離して取り出す
回路は、例えば、図6に示すような回路となっている。
【0003】即ち、固体撮像素子6からの出力信号は、
まずCDS(相関二重サンプリング)回路7に入力し、
このCDS7において、固体撮像素子出力信号に含まれ
ている低周波雑音成分が除去される。
【0004】ここで、固体撮像素子6は図3(a)に示
すようなR,G,B(赤,緑、青)縦ストライプを有す
るCCD(電荷結合素子)で成る。
【0005】図から解るとおり、R,G,Bは水平方向
に順次繰り返し配列されており、縦方向に見ると同じ色
で成る画素の列を形成している。この固体撮像素子から
読み出される信号は図3(b)に示すとおりR,G,B
信号の順次繰り返し信号である。
【0006】CDS7からの出力信号は増幅回路8によ
って振幅増幅される。なお、この増幅回路には、AGC
(自動利得制御)回路やゲイン(利得)切り換え手段が
設けられていることが多い。
【0007】増幅された信号は、色分離回路9に供給さ
れ、ここでR,G,B信号に分解された色信号が得られ
る。
【0008】図7は従来の色分離回路の原理を説明する
ための図である。ここでは、R信号の色分離を例にとっ
て説明する。
【0009】図示の如く、色分離回路はS/H(サンプ
ルホールド)回路よりなっており、サンプリングパルス
P1〜P3の位相により、点順次信号viから分離した
色信号vr ,vg ,vb を選択するものである。
【0010】この様子を図8に示す。図8(a)は、図
7の色分離回路に入力される点順次信号viの信号波形
を示している。図8(b)は、サンプルホールドパルス
P1〜P3の信号波形を示しており、図8(b)のO
N,OFFは各々図7のサンプルホールドS/H回路の
スイッチが閉状態にあること、及び開状態にあることを
示すものである。
【0011】このように点順次信号viをサンプリング
パルスP1〜P3でサンプルホールドすることにより、
vi中のR,G,B成分が分離され、例えばR成分につ
いては図8(c)に示すような色分離出力vrが得られ
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述の色分離回路にお
いて信号vr について考えると、色分離された信号vr
のサンプリング周波数をfs とすると、もとの点順次信
号viのサンプリング周波数は3fs である(なぜなら
ば、R,G,Bの全色信号をサンプリングするから)。
【0013】従って、viが必要とする信号帯域は、v
rが必要とする信号帯域Bの3倍の3Bとなる。またこ
の3Bの帯域内には増幅回路で発生した白色雑音が含ま
れており、点順次信号viをサンプリングした時に、こ
れらの雑音が折り返ってきてvr信号帯域内の雑音が増
加するという問題が発生する。
【0014】ここで、従来の色分離回路における雑音の
影響についてもう少し詳しく説明する。説明を簡略化す
るために、色分離前の増幅回路8の周波数帯域を
AMP 、R信号の繰り返し周波数をfs とし、サンプリ
ングホールドS/Hは理想的なサンプリングと仮定す
る。
【0015】信号を歪ませずに伝送するためには、増幅
回路8の周波数帯域を点順次信号vi0の繰り返し周波
数3fs の数倍にする必要があるので、その帯域を BAMP =3n・fs と仮定する。
【0016】さらに、増幅回路8で混入する白色雑音に
よる増幅回路8の出力雑音パワースペクトルをPN
(f)とし、この雑音パワースペクトルはBAMP 内では
一定と仮定する。すなわち、 |f|<BAMP =3n・fs では‥‥PN(f)=PN |f|>BAMP =3n・fs では‥‥PN(f)=0 と仮定する。
【0017】上述の仮定に基いて、従来方式の雑音につ
いて説明すると、図9に示すとおり、増幅回路8で発生
した雑音の出力雑音パワースペクトルはPN(f)であ
り、上述したように帯域内では一定の値PNとする。な
お、R(f)はR信号のベースバンドである。
【0018】図11は、雑音パワースペクトルPN
(f)をサンプリング周波数fs でサンプリングしたと
きに生ずる雑音の状態を示す。サンプリングにより図9
で示したスペクトルPNとR(f)は折り返されて、サ
ンプリング後のスペクトルPNS(f)はもとの雑音パワ
ースペクトルの6n倍になる。即ち、PNS(f)=6n
・PNで表わされる。
【0019】さらに0次ホールドを行なうことにより、
図10に示すようなスペクトルとなる。同図によれば、
R信号のベースバンド帯域fs /2でのサンプルホール
ド後の雑音パワースペクトルPNSH (f)は、大まかな
近似をすると、 となる。
【0020】上述の説明から明らかなとおり、従来の色
分離方式では、サンプルホールドすることにより、雑音
パワースペクトルが増幅回路からの出力雑音パワースペ
クトルPNの6n倍になっている。
【0021】このように、従来のサンプリングホールド
による色分離方式によって色分離を行なう場合は、得ら
れた出力信号に非常に大きい雑音が含まれている。
【0022】本発明は、上述の点に鑑みて、サンプリン
グホールドに伴う雑音を軽減し、S/N比の高い色分離
信号を得ることを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、固体撮
像素子から供給される複数の異なる色が所定順序で繰り
返し配列された点順次信号の中から各色信号を分離する
ため、色分離装置は、その入力に現れる色信号の各々に
同期して当該色の信号を分離抽出するとともに、前記点
順次信号を遅延した信号から同色の信号を分離抽出して
前記各色信号の欠落部分を補間するようにする。
【0024】
【作用】上記本発明の色分離装置によって分離された色
信号に含まれる雑音は、従来のサンプリングホールドに
より分離された信号に含まれる雑音に比べて、非常に小
さな雑音となっている。
【0025】
【実施例】次に図面を参照して本発明の色分離装置の一
例について説明する。
【0026】まず、図1を参照してR成分の色分離につ
いて、その原理を説明する。
【0027】図示のとおり、この色分離回路へ入力信号
vi0が入力する。vi0は点順次入力信号で図2
(a)に示すようにR0 ,G0 ,B0 の色信号が時間的
に直列に配置されている。
【0028】入力信号vi0は遅延要素1によってτだ
け遅延して出力vi1を出力し、この出力vi1がさら
に遅延要素2によってτだけ遅延して出力vi2を出力
する。ここで、遅延時間τは図2(a)に示すとおり、
各色信号の期間に等しく選ぶのが理想的である。
【0029】遅延信号の実際の作り方としては、遅延線
を使用する方法がある。
【0030】上述の信号vi0,vi1,vi2の波形
を図2の(a),(b),(c)に示す。図2(a)は
入力信号vi0を示し、(b)はvi0をτだけ遅延し
た信号vi1を示し、入力に次の色信号G0が来るとき
R1を出力するような時間関係になっており、(c)は
vi1をさらにτだけ遅延した信号vi2を示してい
る。この信号vi2は入力にB0が入るときR2となる
ような時間関係になっている。
【0031】従って、図2(e)に示す時間T11に図1
における色分離スイッチ回路3のスイッチsw0を閉じ
ると出力vr に赤信号R0が出力され、時間T12にスイ
ッチsw1を閉じると出力vr に赤信号R1が出力さ
れ、時間T13にスイッチsw2を閉じると出力vr に赤
信号R2が出力される。この動作をT21〜T23,T31
33,‥‥について繰り返すと図2(d)に示すような
連続した赤信号が得られる。
【0032】以上R(赤)信号の分離について説明した
が、他の色信号についても同様にして色分離をすること
ができる。即ち、色分離スイッチ回路4を使って、時間
12にスイッチsw0を閉じると出力vg に緑信号G0
が出力され、時間T13にスイッチsw1を閉じると出力
g にG1 が出力され、時間T21にスイッチsw2を閉
じると出力vg にG2 が出力される。また、色分離スイ
ッチ回路5を使って、時間T13,T21,T22にそれぞれ
スイッチsw0,sw1,sw2を閉じると出力vb
B0,B1,B2が出力される。
【0033】次に本発明の上述の色分離装置による雑音
について説明する。図1を参照して上述したとおり、v
i0を遅延させてvi1,vi2の点順次信号を作るた
めvi1,vi2に含まれる増幅回路で発生した雑音の
出力雑音パワースペクトルはPN(f)である。
【0034】これらの信号を切り換えて色分離するた
め、vi0の色分離後に現れる雑音は、雑音PN(f)
の内の1/3のPN(f)/3となる(なぜならば、切
り換えのためにvi0の寄与する時間が1/3になるか
らである)。
【0035】vi1,vi2についても同様にして、色
分離後に現れる雑音は、雑音PN(f)の内の1/3の
PN(f)/3となる。
【0036】従って、色分離後の雑音パワースペクトル
PNN(f)は PNN(f)=1/3 ・PN(f)+1/3 ・PN(f)+1/3 ・PN(f) =PN(f) となる。
【0037】上述の説明から明らかなとおり、本発明の
色分離方法は、増幅回路で発生した雑音が色分離後も変
わらないので、従来の方法に比べて、色分離後の雑音が
1/6nに軽減されている。
【0038】上述の説明では、RGBストライプフィル
ターの撮像素子を例にとって説明したが、その他の色配
列の色分離でも同様の効果が得られることは明白であ
る。
【0039】図2では、R,G,Bの色信号の変化が瞬
時変化として示してあるが、実際には、図5(a)に示
すようにRからG,GからB,BからRの間に遷移時間
があるため、具体的な色分離装置の実施例としては図4
のようにするのが好ましい。
【0040】図4の色分離装置と図1の色分離装置の違
いは図4の装置では各色分離スイッチ回路3,4,5の
スイッチsw0,sw1,sw2の出力側とアース間に
キパシタCが設けられていて、サンプリングホールド回
路となっている点である。
【0041】色分離スイッチ回路3のスイッチsw0,
sw1,sw2の開閉タイミングを例にとって示せば図
5(b)のとおりである。即ち、図5(a)の波形にお
いて、遷移期間T0 の間はどのスイッチも開いており、
キャパシタCには前回のスイッチ閉によって出力された
信号が保持されており、期間Tsの間にスイッチsw0
〜sw2の中の1つが閉じて、その時の入力vi0〜v
i2に対応して出力が出る。
【0042】この場合T0 の期間にサンプルホールドS
/Hの折返しが発生するが、従来の方法に比べてホール
ドしている期間が充分に短いため、雑音も充分低減でき
る。
【0043】即ち、図4,図5に示した本発明の1実施
例の色分離装置によれば、信号をホールドしている期間
が従来の装置に比べてT0 /(T0 +Ts)倍であるか
ら、従来の方法により増加する雑音をPNb =(6n−
1)PNとすると、本実施例における雑音は PNa={1+T0 /(T0 +Ts)・(6n−1)}PN となる。
【0044】例えば、Ts/T0 =3,n=5とすれ
ば、 PNb=30PN PNa=8.25PN となり、本発明色分離装置の雑音スペクトルは1/3.
6倍に改善される。
【0045】
【発明の効果】本発明の色分離装置は上述の構成により
色分離を行なうので、色分離後の雑音パワーが小さく、
S/N比の良好な信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明色分離装置の原理を説明するための回路
図である。
【図2】図1の回路における信号波形図である。
【図3】RGB縦ストライプ固体撮像素子とその出力波
形を示す線図である。
【図4】本発明色分離装置の一例を示す回路図である。
【図5】図4の回路の動作説明用の信号波形図である。
【図6】固体撮像素子からの信号の処理回路を示すブロ
ック図である。
【図7】従来の色分離回路を示す回路図である。
【図8】図7の回路の動作を説明するための信号波形図
である。
【図9】増幅回路の帯域幅、雑音、R信号を示す線図で
ある。
【図10】サンプルホールド信号に含まれる雑音の特性
図である。
【図11】従来の色分離回路におけるサンプリング雑音
を示す説明図である。
【符号の説明】
vi0 入力点順次信号 Vr ,Vg ,vb (赤,緑、青)出力信号 1,2 遅延要素 3,4,5 色分離スイッチ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子から供給される、複数の異
    なる色が所定の順序で繰り返し配列された点順次信号の
    中から各色信号を分離する色分離装置であって、該色分
    離装置は、その入力に現れる色信号の各々に同期して当
    該色の信号を分離抽出するとともに、前記点順次信号を
    遅延した信号から同色の信号を分離抽出して前記各色信
    号の欠落部分を補間するようになしたことを特徴とする
    色分離装置。
JP5143909A 1993-06-15 1993-06-15 色分離装置 Pending JPH077735A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5143909A JPH077735A (ja) 1993-06-15 1993-06-15 色分離装置

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JP5143909A JPH077735A (ja) 1993-06-15 1993-06-15 色分離装置

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JPH077735A true JPH077735A (ja) 1995-01-10

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ID=15349907

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JP5143909A Pending JPH077735A (ja) 1993-06-15 1993-06-15 色分離装置

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JP (1) JPH077735A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697152B1 (ko) * 2003-12-26 2007-03-20 산요덴키가부시키가이샤 화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 화상 신호처리 프로그램

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697152B1 (ko) * 2003-12-26 2007-03-20 산요덴키가부시키가이샤 화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 화상 신호처리 프로그램

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