JPH08223590A - テレビジョンカメラ装置 - Google Patents

テレビジョンカメラ装置

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JPH08223590A
JPH08223590A JP7326680A JP32668095A JPH08223590A JP H08223590 A JPH08223590 A JP H08223590A JP 7326680 A JP7326680 A JP 7326680A JP 32668095 A JP32668095 A JP 32668095A JP H08223590 A JPH08223590 A JP H08223590A
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JP
Japan
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sampling
frequency
camera device
television camera
signal
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JP7326680A
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Inventor
Hideki Tomizuka
秀樹 富塚
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Hitachi Denshi KK
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像信号の離散的なサンプリングを行うテレ
ビジョン装置において、折り返し歪成分が画質に影響を
与えて発生するモアレ現象を抑えるため、特に、モアレ
現象の発生の要因になっている、輝度信号の周波数特性
の劣化を改善することを目的とする。 【解決手段】 空間画素ずらしによりサンプリング位相
が相互に反転したRチャネル信号とGチャネル信号と
を、上記サンプリング周波数の倍の周波数でスイッチン
グして交互に各チャネル信号が切り換る信号を生成し、
さらにバンドパスフィルタで帯域制限した後、マトリク
ス回路出力の輝度信号と合成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像素子を用い
たテレビジョンカメラ装置に関し、特にその解像度を改
善したテレビジョンカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、CCD(Charge Coupled Devic
e)等の固体撮像素子を用いたテレビジョンカメラ装置
においては、該固体撮像素子からの映像信号をサンプリ
ングする際に折り返し歪み(エイリアシング)が発生す
る。
【0003】ここで、サンプリング周波数が充分高くな
い場合、折返し歪が映像帯域内に入り込み、再生画像中
にモアレを発生させて画質を劣化させる。図5に、映像
信号と折返し歪の相対利得の周波数特性を示す。なお、
図5において、fsはサンプリング周波数である。
【0004】図5の破線、一点鎖線に示すような折り返
し歪みを低減する方法としては、従来、テレビジョンカ
メラ装置におけるマトリクス演算機能を用いた、所謂
「空間画素ずらし」と呼ばれる方法が、例えば、特許公
告公報昭55-19553号に示されるように知られている。こ
の方法は、図6に示すように、例えば、G(緑)チャネ
ルのCCDの受光部(撮像部)の各画素を、R(赤)チ
ャネル、B(青)チャネルの各CCDの受光部(撮像
部)の各画素に対して水平走査方向に、水平走査方向の
画素間隔Pxの1/2だけずらして配置している。
【0005】このように各CCDを配置することによ
り、Gチャネルの映像信号に対し、R、Bチャネルの信
号位相が180度ずれることとなり、それぞれ発生する
折返し歪の位相も、図5の点線、一点鎖線で示すように
180度ずれることとなる。ここで、G、R、Bチャネ
ルの信号を、マトリクス演算することにより得られる輝
度信号Yは、例えば、下記の式で表わされる。 Y=0.59G+0.30R+0.11B ここで、G、R、BはそれぞれG、R、Bチャネルの信
号のレベルを示す。なお、このG、R、Bの白レベル
(白基準電位レベル)のレベル比(白レベル比)は1対
1対1である。
【0006】従って、このマトリクス演算することによ
って得られる輝度信号Yにおいては、Gチャネルの折り
返し歪成分(図5の破線の波形で示される)と、逆位相
のR、Bチャネルの折り返し歪成分(図5の一点鎖線の
波形で示される)が部分的にキャンセルされ、折返し歪
成分が低減することになる。しかしながら、折り返し歪
成分のすべてがキャンセルされず、0.59−(0.3
0+0.11)=0.18、すなわち、輝度信号(Y)
の18%程度の折返し歪(図5の二点鎖線)が存する。
このため、ほぼサンプリング周波数fsの3/4近辺の
周波数帯域(0.75fs付近)では、映像信号成分と
ほぼ同等の、折り返し歪成分が存し、0.75fs以上
の周波数帯域では折り返し歪成分の方が多くなることと
なり、S/N比の関係上実用に耐えなくなり、映像信号
をより高解像度化することはできない。
【0007】そこで、空間画素ずらし方式を用いた上
で、さらに、多板式、例えば3板式CCDのカラーテレ
ビジョンカメラ装置を高解像度化する方式としては、図
2〜図4に示すように特公昭61−7073号公報に記
載された技術がある。図2の例(以下、第1の従来例と
称す)では、3個の固体撮像素子101R、101G、
101Bの撮像出力SR、SG、SBをそれぞれサンプリ
ングホールド回路102R、102G、102Bでサン
プリングパルスPR、PG、PBによりサンプリングホー
ルドし、該各出力SRH、SGH、SBHをローパスフィルタ
103R、103G、103Bを介して各原色信号の低
域成分RL、GL、BLを得ると共に、上記サンプリング
ホールドされた後の各信号SRH、SGH、SBHを加算器1
05にて加算し、その加算出力をアッテネータ106に
てレベルを1/3にした後、ハイパスフィルタ107に
供給し、高域成分の信号WHを取り出す。合成器108
R、108G、108Bにより該高域成分WHを上記各
低域成分RL、GL、BLに加算することにより、高解像
度の原色信号R、G、Bを得るようにしたものである。
【0008】また、図3の例(以下、第2の従来例と称
す)では、3個の固体撮像素子101R、101G、1
01Bの撮像出力SR、SG、SBをそれぞれサンプリン
グホールドし、該各サンプリングホールド出力より各原
色信号の低域成分RL、GL、BLを得ると共に、上記各
撮像出力SR、SG、SBをサンプリングパルスPsによ
り1/fsの周期の1/3の周期で順次切り換わるサン
プリング回路110Aを介してホールド回路110Bに
供給し、その出力より周波数特性の伸びた高域成分WH
を得、この高域成分WHと上記各低域成分RL、GL、BL
とから高解像度の原色信号R、G、Bを得るようにした
ものである。
【0009】さらに、図4の例(以下、第3の従来例と
称す)では、3個の固体撮像素子101R、101G、
101Bの撮像出力を直流カット用のコンデンサ112
R、112G、112Bを通じて1/fsの周期の1/
3周期で順次切り換わるサンプリングホールド回路11
0に供給し、サンプリングホールドした後ハイパスフィ
ルタ107に供給し、キャリア周波数fcのトラップ回
路114を経て、高域成分WHの信号を取り出し、該高
域成分WHと上記各低域成分RL、GL、BLとから高解像
度の原色信号R、G、Bを得るようにしたものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像装置すなわちテレビジョンカメラ装置の例では、以下
に述べる欠点がある。すなわち、第1の従来例において
は、3個の固体撮像素子が前述の「空間画素ずらし」さ
れているにも係わらず、3個の映像出力を加算器105
およびアッテネータ106により加算平均しているた
め、加算平均することによって得られる高域成分は、映
像出力値が平均化され、「空間画素ずらし」によって生
じる1/3周期づつずれた映像信号間差分が減少してし
まい、高解像度化に寄与することが少ない。即ち、3個
の映像信号を単に加算平均するとサンプリング周期が実
質的に長くなり、周波数帯域が延びず、「空間画素ずら
し」の効果が減少する。
【0011】また、第2、第3の従来例においては、各
CCDの出力信号をそれぞれサンプルリングホールド回
路110により、1/3周期でサンプルリングホールド
して得た高域成分を、サンプルホールド回路102R、
102G、102Bの後段の低域成分の信号に合成器1
08R〜108Bで合成する構成としている。そのた
め、該合成器が3個必要となる。さらに、上記高域成分
を含む信号が、合成器108R〜108Bの後段でマト
リクス演算される前にディジタル映像信号処理されて、
例えば、CCDのサンプリング周波数と同じ周波数で再
度サンプリングされる場合は、そのサンプリングにより
上記高域成分が折返し歪となってしまい、高解像度化の
効果が失われてしまうだけでなく、折返し歪によるモア
レの発生がより多くなり、より映像信号品質の劣化を招
くことになる。また、前記折返し歪の発生を無くすため
には、例えば、CCDのサンプリング周波数の3倍以上
の周波数でサンプリングし、ディジタル信号処理する必
要がある。
【0012】本発明の目的は上記従来技術の問題点を解
消しうるテレビジョンカメラ装置を提供することにあ
る。
【0013】本発明の別の目的は、折り返し歪成分によ
り画像に現れるモアレ現象を抑圧すべく、特にモアレ現
象の要因となっている、輝度信号の周波数特性の劣化を
改善しうるテレビジョンカメラ装置を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の一面によれば、テレビジョンカメラ装置で
あって、G(緑)、R(赤)、B(青)チャネルの映像
信号をそれぞれ生成する第1、2、3の固体撮像素子で
あって、上記第1、2、3の固体撮像素子の各々の受光
部は水平走査方向及び垂直走査方向に配置された複数の
受光画素を有し、上記第1の固体撮像素子の受光部の各
受光画素に対して上記第2、第3の各固体撮像素子の受
光部の対応する各受光画素は上記水平走査方向に該受光
画素の水平走査方向の間隔の1/2だけずらして配置さ
れ; 上記第1の固体撮像素子に接続され、所定の周期
(1/fs)で上記第1の固体撮像素子からの上記Gチ
ャネルの映像信号をサンプリングするための第1のサン
プリング手段と; 上記第2、第3の固体撮像素子に接
続され、上記所定の周期(1/fs)で上記第2、第3
の固体撮像素子からの上記Rチャネル、Bチャネルの映
像信号をそれぞれサンプリングするための第2のサンプ
リング手段であって、上記第1のサンプリング手段と上
記第2のサンプリング手段とは、上記第2のサンプリン
グ手段の出力が上記第1のサンプリング手段の出力に対
して位相が180度ずれるように構成されており; 上
記G、R、Bチャネルの映像信号から第1の輝度信号
(Y)を生成するマトリクス演算回路と; 上記Gチャ
ネルおよびRチャネルの映像信号を、上記第2のサンプ
リング手段のサンプリング周期の半分の周期ごとに交互
にスイッチングするスイッチング手段と; 上記スイッ
チング手段からの出力と上記マトリクス演算回路からの
上記第1の輝度信号とを加算して第2の輝度信号を得る
加算手段とを備える。
【0015】本発明の一例によれば、さらに、上記スイ
ッチング手段と上記加算手段の間にバンドパスフィルタ
を備える。
【0016】本発明の一例によれば、上記バンドパスフ
ィルタは実質的に上記第2のサンプリング手段のサンプ
リング周波数(fs)以上の周波数を遮断する特性を有
する。
【0017】本発明の一例によれば、上記バンドパスフ
ィルタは上記第2のサンプリング手段のサンプリング周
波数(fs)の実質的に1/4以下の周波数(fs/
4)を遮断する特性を有する。
【0018】本発明の一例によれば、上記バンドパスフ
ィルタは上記第2のサンプリング手段のサンプリング周
波数(fs)の実質的に3/4の周波数(3fs/4)
付近を通過帯域の最大利得帯域とする特性を有する。
【0019】本発明の一例によれば、上記第1、2、3
の各固体撮像素子に接続され、上記G、R、Bチャネル
の映像信号をそれぞれデジタル信号処理するデジタル信
号処理手段を備え、該デジタル信号処理手段の出力が、
上記マトリクス演算回路と上記スイッチング手段とに入
力される。
【0020】上記のような折り返し歪によるモアレ現象
の発生を防止するために、単に、輝度信号の、CCDの
サンプリング周波数に近い高周波数帯域を強調すること
も考えられる。しかし、この場合には、該輝度信号の折
り返し歪成分が高周波数帯域で更に強調されてしまう。
【0021】そこで、本発明においては、R、Gチャネ
ルの映像信号を固体撮像素子用のサンプリングパルス信
号の2倍の周波数の周期ごとに交互にスイッチングする
ごとくにサンプリングして、さらに、R、Gチャネルの
映像信号どうしの白レベル比を1対1としてスイッチン
グすることで補助用の輝度信号を生成している。従っ
て、サンプリング周波数の2倍の周波数でサンプリング
して得た場合のG、R、B信号を基としてマトリクス回
路から出力されたとした輝度信号に対し、この補助用輝
度信号は色バランス特性は多少異なるが周波数特性がほ
ぼ同等の信号となる。また、この補助用輝度信号はRチ
ャネルとGチャネルの映像信号を白レベル比で1対1と
してスイッチングしたものであり、各々の位相は互いに
180度異なり逆位相である。其れゆえ、この補助用の
輝度信号においては、Rチャネルの映像信号の折り返し
歪成分とGチャネルの映像信号の折り返し歪成分とが完
全にキャンセルされ、折り返し歪成分を含まないものと
なる。また、この補助用の輝度信号はバンドパスフィル
タにより帯域制限されている。従って、このような補助
用の輝度信号をマトリクス演算により得た輝度信号に加
算することで、最終的に得られた輝度信号はサンプリン
グ周波数に近い高域周波数までS/N比が改善され、折
り返し歪によるモアレ現象の発生が防止される。
【0022】また、バンドパスフィルタとして通過帯域
のピークをサンプリング周波数の3/4付近の周波数に
設定した場合、最終的に得られた輝度信号においては、
サンプリング周波数の3/4付近の周波数でも該輝度信
号のレベルが折り返し歪のレベルより大きくでき、折り
返し歪による映像信号の画質の劣化を抑圧できる。
【0023】尚、R、Gチャネルの映像信号から得た補
助用の輝度信号としてはサンプリング周波数の3/4を
超える周波数帯域では映像信号の解像度に与える影響が
減少するため、上記のようにバンドパスフィルタの通過
特性をサンプリング周波数の3/4付近の周波数でピー
クとしても所望の周波数帯域内での映像信号の解像度、
S/N比は十分改善される。
【0024】また、更に、この補助用の輝度信号は白レ
ベル比を1対1としたR、Gチャネルの映像信号から形
成されるため、マトリクス演算で得た輝度信号のR、
G、Bチャネルの映像信号の白レベル比(0.59 : 0.30
: 0.11)に近いため、映像信号の色の再現性に与える
影響は極めて小さい。また、R、Gチャネルの映像信号
を白レベル比で1対1としてスイッチングして輝度信号
を生成するように構成したため、回路構成も簡単とな
る。
【0025】また、マトリクス演算により得た輝度信号
に、R、Gチャネルの映像信号から得た補助用輝度信号
を加算して最終的な輝度信号を得ているため、上記第
2、第3の従来例のように3つの合成器を必要とはせ
ず、構成が簡単となる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるテレビジョン
カメラ装置の実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。
【0027】図1は、本発明によるテレビジョンカメラ
装置の一実施例の構成を示すブロック図であり、図9
は、図1の実施例の動作を説明するための各部の信号波
形を示すタイミングチャートである。
【0028】図1において、R、G、BチャネルのCC
D30、32、34は、ここでは、例えば、IT(Inte
rline Transfer)タイプのCCDであり、それぞれ撮像
部(受光部)30a、32a、34a及び読みだし部3
0b、32b、34bを有している。尚、CCDとして
FIT(Frame Interline Transfer)タイプのものを用
いてもよい。撮像部30a、32a、34aの各画素で
光電変換されて得られた電荷は、それぞれ読みだし部3
0b、32b、34bへ順次読み出される。ここでは、
GチャネルのCCD32の撮像部32aの各画素は、図
6の場合と同様に、Rチャネル、Bチャネルの各CCD
30、34の撮像部30a、34aの各画素に対して水
平走査方向に、水平走査方向の画素間隔Pxの1/2だ
けずらして配置されている。
【0029】サンプリングパルス信号発生器40は所定
周期(周波数fs)のサンプリングパルス信号S2(図
9の(b))を発生し、サンプリング回路(SH)4、
6にそれぞれ与えられて、それらサンプリング回路(S
H)4、6はRチャネルのCCD30の読みだし部30
b、BチャネルのCCD34の読みだし部34bから出
力される映像信号をそれぞれサンプルホールドする。ま
た、サンプリングパルス信号S2は遅延回路42に与え
られ、該サンプリングパルスS2より1/2周期遅延さ
れてサンプリングパルス信号S1(図9の(a))とし
て出力され、サンプリング回路(SH)5に与えられ
て、サンプリング回路(SH)5は、GチャネルのCC
D32の読みだし部32bから出力される映像信号をサ
ンプリングホールドする。
【0030】このように、GチャネルのCCD32の撮
像部32aの各画素が、Rチャネル、Bチャネルの各C
CD30、34の撮像部30a、34aの各画素に対し
て水平走査方向にPx/2(水平走査方向の画素間隔P
xの1/2)だけずらされていることに対応して、サン
プリングパルス信号S2の位相をサンプリングパルス信
号S1の位相に対して上記のように1/2周期ずらす、
即ち遅延することにより、サンプリング回路5から出力
されるGチャネルの映像信号VG(図9の(c))の切
り替わり周期位相は、サンプリング回路4、6からそれ
ぞれ出力されるR、Bチャネルの映像信号VR、VB(図
9の(d))の切り替わり周期位相に対して1/2周期
ずらされる、即ち遅延されることとなる。
【0031】ローパスフィルタ回路(LPF)7、8、
9は、それぞれサンプリング回路4、5、6の出力映像
信号VR、VG、VBを所定の帯域までに制限する。1
0、11、12は、それぞれR、G、Bチャネル用の映
像増幅器、13は、映像増幅器10、11、12の出力
信号をR、G、B各チャネルごとにプリγ処理を行なう
プリγ増幅器、14はプリγ増幅器13の出力信号を
R、G、B各チャネルごとにCCDのサンプリング周波
数に同期してA/D変換するA/D変換器、15は、各
種ディジタル映像信号処理、例えば、ガンマ補正処理を
行ない、各チャネルごとにディジタル映像信号処理後の
信号を出力するDSP(Digital Signal Prosessor)回
路、16はDSP回路15の出力信号をR、G、B各チ
ャネルごとにD/A変換するD/A変換器である。
【0032】さらに、テレビジョンカメラ装置は、D/
A変換器16のR、G、Bチャネルの出力信号をそれぞ
れ入力し、D/A変換時のクロック成分を除去するロー
パスフィルタ回路(LPF)17、18、19と、ロー
パスフィルタ回路17、18、19のR、G、Bチャネ
ルの出力信号から、輝度信号Y、色信号Cr、Cbを生
成するマトリクス回路23を有している。
【0033】サンプリングパルス発生器40は、サンプ
リングパルス信号S2と同期し、かつデューティ比50
%の方形波のサンプリングパルス信号S3(図9の
(e))を更に発生する。該サンプリングパルス信号S
3はD/A変換器16に与えられ、D/A変換器16は
サンプリングパルス信号S3の例えば立ち下がりに同期
してDSP15からのR、Bチャネルの映像信号をそれ
ぞれD/A変換する。従って、D/A変換器16からは
該D/A変換に要する時間τだけサンプリングパルス信
号S3の立ち下がりタイミングから遅延した時刻にR、
Bチャネルのアナログ映像信号が出力される(図9の
(g))。更に、D/A変換器16はサンプリングパル
ス信号S3の例えば立ち上がりに同期してDSP15か
らのGチャネルの映像信号をD/A変換する。従って、
D/A変換器16からは該D/A変換に要する時間τだ
けサンプリングパルス信号S3の立ち上がりタイミング
から遅延した時刻にGチャネルのアナログ映像信号が出
力される(図9の(f))。従って、D/A変換器16
からのGチャネルの映像信号の切り替わり周期位相は
R、Bチャネルの映像信号のそれに対して1/2周期遅
延されている。
【0034】本実施例のテレビジョンカメラ装置は更
に、D/A変換器16からの例えばR、Gチャネルの映
像信号に基づき輝度信号YAを生成し、これをマトリク
ス回路23からの輝度信号Yに加算して輝度信号Y’を
得るようにした回路50を有する。
【0035】該回路50は、例えば2つのFET(電界
効果トランジスタ)からなるアナログスイッチ回路24
を有し、該スイッチ回路24の入力端子24a、24b
はそれぞれD/A変換器16からのR、Gチャネルの映
像信号を入力し、その出力端子24cはバンドパスフィ
ルタ(BPF)25に接続されている。また、サンプリ
ングパルス発生器40からのサンプリングパルス信号S
3は遅延回路44により所定時間遅延され、デューティ
比50%の方形波のサンプリングパルス信号S3’(図
9の(h))としてスイッチ回路24に与えられる。
【0036】ここで、遅延回路44の遅延時間は、上記
D/A変換器16のD/A変換に要する時間τにほぼ等
しい時間であり、サンプリングパルス信号S3’とD/
A変換器16からの映像信号との同期をとるために必要
な時間に設定されている。
【0037】従って、スイッチ回路24においては、上
記デューティ比が50%のサンプリングパルス信号S
3’のハイレベル期間とローレベル期間とにそれぞれ同
期してD/A変換器16からのR、Gチャネルの映像信
号を交互にスイッチングし、Rチャネルの映像信号とG
チャネルの映像信号とを交互にサンプリングパルス信号
S3’の周期の1/2に等しい幅で出力する(図9の
(i))。
【0038】即ち、スイッチ回路24は、サンンプリン
グパルス信号S3’の例えば立ち下りに同期して端子2
4a側に入力が切り替えられ、該パルス信号S3’のロ
ーレベルの間、Rチャネルの映像信号を取り込む。ま
た、サンプリングパルス信号S3’の例えば立ち上がり
に同期して端子24b側に入力が切り替えられ、該パル
ス信号S3’のハイレベルの間、Gチャネルの映像信号
を取り込む。
【0039】Rチャネルの信号とGチャネルの信号と
は、前述したとおり、水平画素ごとの出力タイミングが
半画素間隔分ずれていることから、スイッチ回路24か
ら出力される信号は、擬似的に、CCDの画素ごとの出
力周波数の倍の周波数(2fs)でサンプリングされた
輝度信号と、切り換り周期が同等の信号となる。このス
イッチ回路24から出力される信号の相対利得は、回路
50における信号の相対利得の周波数特性を説明する図
7の実線のYsで示すものとなる。さらに、この信号
(Ys)はバンドパスフィルタ(BPF)25により、
所定の帯域に制限される。即ち、例えば、サンプリング
パルス信号S1の周波数fsの3/4の周波数付近がピ
ークとなるように、上記出力タイミングの周波数fsの
ほぼ1/4倍以上の周波数から、周波数fs未満(例え
ば0.9fs)の間の周波数帯域に制限された信号とな
る。
【0040】上記帯域制限された信号は、さらに、増幅
器26で増幅され、さらに必要であれば、ローパスフィ
ルタ回路27で帯域制限されて輝度信号YAを得る。こ
の輝度信号YAの相対利得は図7の破線で示したように
なり、さらに、加算器28でマトリクス回路23の出力
の輝度信号Yと加算されて、輝度信号Yの所定の周波数
帯域の輝度レベルが大きくされた輝度信号Y’となり、
テレビジョンカメラ装置の輝度信号として出力される。
【0041】以上の動作により、輝度信号Yに輝度信号
Aが加算された後の輝度信号Y’の相対利得は、図8
に示すように、元の輝度信号Yと比較して周波数特性が
改善され、より高域までS/N比の大きい映像信号を得
ることができ、例えば、0.75fsにおいて、折返し
歪の相対利得と比べて、輝度信号の相対利得が約2倍以
上となるように、より高域まで、S/N比を改善するこ
とができる。
【0042】なお、上記加算器28で合成される輝度信
号YAとYの位相関係を一致させるように調整する必要
がある場合は、例えば、図1の破線で示す遅延回路2
0、21、22を、それぞれローパスフィルタ回路1
7、18、19と、マトリクス回路23との間に挿入し
て、所定の時間(主にBPF25の遅延時間)だけ遅延
させるとしてもよい。
【0043】このように、本実施例では、D/A変換器
16からのR、Gチャネルの映像信号をサンプリングパ
ルス信号S1の2倍の周波数で交互にサンプリングし
て、R、Gチャネルの映像信号を白レベル比で1対1の
比としてスイッチングして輝度信号YAを生成してい
る。従って、この輝度信号YAはCCDをサンプリング
周波数fsの2倍の周波数でサンプリングを行って得た
輝度信号と、周波数特性がほぼ同等の信号となる。ま
た、輝度信号YAのレベルは平均すると YA=0.5G
+0.5R であり、またRチャネルとGチャネルの映
像信号の位相は上記したように180度異なり、逆位相
である。其れゆえ、輝度信号YAにおいては、Rチャネ
ルの映像信号の折り返し歪成分とGチャネルの映像信号
の折り返し歪成分とが完全にキャンセルされ、折り返し
歪成分を含まないものとなる。また、この輝度信号YA
は、BPF25により、例えば、3/4fs付近でピー
クとされている。従って、このような輝度信号YAを輝
度信号Yに加算することで、得られた輝度信号Y’は上
記のように周波数fsに近い高域周波数以上まで輝度信
号Yおよび輝度信号Y’に含まれる折り返し歪成分のレ
ベルを上回るので、S/N比が改善され、折り返し歪に
よるモアレ現象の発生がより防止される。
【0044】尚、輝度信号Y’としては3/4fsを超
える周波数帯域では映像信号の解像度に与える影響が減
少するため、上記のように輝度信号YAをBPF25に
より例えば3/4fs付近でピークとしても、所望の周
波数帯域内での映像信号の解像度、S/Nは十分改善さ
れる。
【0045】また、更に、この輝度信号YAは白レベル
比で1対1としたR、Gチャネルの映像信号から形成さ
れるため、輝度信号YのR、G、Bチャネルの映像信号
の比(0.59 : 0.30 : 0.11)に近いため、映像信号の色
の再現性に与える影響は小さい。また、R、Gチャネル
の映像信号を白レベル比が1対1の比のままでスイッチ
ングして輝度信号YAを生成するように構成したため、
回路50の構成も簡単となる。
【0046】図10は本発明によるテレビジョンカメラ
装置の別の実施例の構成を示すブロック図であり、図1
1は、図10の実施例の動作を説明するための各部の信
号波形を示すタイミングチャートである。
【0047】図10において、図1の実施例と同一機能
を有するものは同一符号を付してその説明を省略する。
【0048】本実施例においては、サンプリング回路
(SH)4、5、6は共通のサンプリングパルス信号S
1(図11の(a)、(b))でサンプリングを行う。
従って、サンプリング回路(SH)4、5、6からの映
像信号VR、VG、VBは、図11の(c)、(d)に示
すようにその位相は同じである。
【0049】従って、図10に示す本実施例では、D/
A変換および位相シフト器16’においてGチャネルの
映像信号の切り替わり周期位相をR、Bチャネルの映像
信号の切り替わり周期位相に対して1/2周期ずらして
いる、即ち1/2周期遅延して出力している(図11の
(g)、(h)参照)。
【0050】本実施例では、このようにD/A変換およ
び位相シフト器16’においてGチャネルの映像信号の
位相をR、Bチャネルの映像信号の位相に対して1/2
周期遅延するために、サンプリングパルス発生器40か
らのサンプリングパルス信号S3、およびそれをインバ
ータ45で位相反転したサンプリングパルス信号S4と
を用いている。即ち、D/A変換および位相シフト器1
6’は、サンプリングパルス信号S3の例えば立ち上が
りに同期してDSP15からのR、Bチャネルの映像信
号をそれぞれD/A変換する。従って、D/A変換およ
び位相シフト器16’からは該D/A変換に要する時間
τだけ遅延した時刻にR、Bチャネルのアナログ映像信
号がそれぞれ出力される(図11の(h))。さらに、
D/A変換および位相シフト器16’は、サンプリング
パルス信号S4の例えば立ち上がりに同期して、DSP
15からのGチャネルの映像信号をD/A変換する。従
って、D/A変換および位相シフト器16’からは該D
/A変換に要する時間τだけ遅延した時刻にGチャネル
のアナログ映像信号がそれぞれ出力される(図11の
(g))。従って、D/A変換および位相シフト器1
6’からのGチャネルの映像信号はR、Bチャネルの映
像信号に対して1/2周期遅延されている。
【0051】スイッチ回路24における動作は図1の実
施例と同様である。こうして、スイッチ回路24におい
ては図1の実施例と同様な信号Ysが得られ、加算器2
8の出力からは図1の実施例と同様な輝度信号Y’が得
られる。
【0052】尚、図9、11に示すGチャネルの映像信
号波形は、ここでは単調にレベルが増加する例を示し、
同様にR、Bチャネルの映像信号波形は、ここでは単調
にレベルが減少する例を示している。
【0053】尚、上記図1、10の実施例においては、
輝度信号YAを、R、Gチャネルの映像信号を白レベル
比で1対1の比としてスイッチングすることにより得て
いるが、R、Gチャネルの映像信号の白レベル比を輝度
信号Yの白レベル比により近づけ、例えば0.6:0.
4の比でR、Gチャネルの映像信号を加算して輝度信号
Aを得るようにして、輝度信号YAの色再現性をより輝
度信号Yに近づけてもよい。
【0054】また、D/A変換器16、D/A変換およ
び位相シフト器16’からのR、G、Bチャネルの映像
信号を輝度信号YのR、G、Bチャネルの映像信号の比
(0.59 : 0.30 : 0.11)と同じ比で加算して輝度信号Y
Aを得るようにしてもよい。この場合は、スイッチ回路
24での切り替え動作用のサンプリングパルス信号の周
波数は3fsとする。
【0055】尚、D/A変換器16、D/A変換および
位相シフト器16’からのG、Bチャネルの映像信号の
白レベル比を1対1の比としてスイッチングして、輝度
信号YAを得てもよいが、その場合の色再現性はR、G
チャネルの映像信号の白レベル比を1対1の比としてス
イッチングした場合より劣化する。
【0056】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、例えば、
Gチャネルの映像信号とRチャネルの映像信号とをCC
Dのサンプリング周期の半分の周期毎に交互にスイッチ
ングするようにサンプリングして合成し、その後帯域制
限して得た信号を、マトリクス演算された輝度信号に付
加することによって、その付加した後の輝度信号の高域
特性が改善されている。即ち、映像信号の輝度成分レベ
ルが折返し歪のレベルよりも大きい帯域をより高域まで
広げることで、折返し歪による画質の劣化をより抑える
ことができ、その結果より高解像度の撮像が可能なテレ
ビジョンカメラ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテレビジョンカメラ装置の一実施
例の構成を示すブロック図
【図2】従来の固体撮像装置の一例の構成を示すブロッ
ク図
【図3】従来の固体撮像装置の別の一例の構成を示すブ
ロック図
【図4】従来の固体撮像装置の更に別の一例の構成を示
すブロック図
【図5】映像信号と折り返し歪みの相対利得の周波数特
性を示す図
【図6】R、G、Bチャネルの固体撮像素子の撮像部間
における画素を空間的にずらす方法を説明する図
【図7】図6の実施例における信号の相対利得の周波数
特性を示す図
【図8】図6の実施例における輝度信号等と折り返し歪
の相対利得の周波数特性を示す図
【図9】図6の実施例の動作を説明するための各部の信
号波形を示すタイミングチャート
【図10】本発明によるテレビジョンカメラ装置の別の
実施例の構成を示すブロック図
【図11】図10の実施例の動作を説明するための各部
の信号波形を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
4、5、6 サンプリング回路(SH) 7、8、9、17、18、19、27 ローパスフィル
タ回路(LPF) 10、11、12 映像増幅器 13 プリγ増幅器 14 A/D変換器 15 DSP 16 D/A変換器 16’ D/A変換および位相シフト器 20、21、22、42、44 遅延回路 23 マトリクス回路 24 スイッチ回路 25 バンドパスフィルタ(BPF) 26 増幅器 28 加算器 30、32、34 CCD 40 サンプリングパルス信号発生器

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレビジョンカメラ装置であって、 G(緑)、R(赤)、B(青)チャネルの映像信号をそ
    れぞれ生成する第1、2、3の固体撮像素子であって、
    上記第1、2、3の固体撮像素子の各々の受光部は水平
    走査方向及び垂直走査方向に配置された複数の受光画素
    を有し、上記第1の固体撮像素子の受光部の各受光画素
    に対して上記第2、第3の各固体撮像素子の受光部の対
    応する各受光画素は上記水平走査方向に該受光画素の水
    平走査方向の間隔の1/2だけずらして配置され;上記
    第1の固体撮像素子に接続され、所定の周期(1/f
    s)で上記第1の固体撮像素子からの上記Gチャネルの
    映像信号をサンプリングするための第1のサンプリング
    手段と;上記第2、第3の固体撮像素子に接続され、上
    記所定の周期(1/fs)で上記第2、第3の固体撮像
    素子からの上記Rチャネル、Bチャネルの映像信号をそ
    れぞれサンプリングするための第2のサンプリング手段
    であって、上記第1のサンプリング手段と上記第2のサ
    ンプリング手段とは、上記第2のサンプリング手段の出
    力が上記第1のサンプリング手段の出力に対して位相が
    180度ずれるように構成されており;上記G、R、B
    チャネルの映像信号から第1の輝度信号(Y)を生成す
    るマトリクス演算回路と;上記GチャネルおよびRチャ
    ネルの映像信号を、上記第2のサンプリング手段のサン
    プリング周期の半分の周期ごとに交互にスイッチングす
    るスイッチング手段と;上記スイッチング手段からの出
    力と上記マトリクス演算回路からの上記第1の輝度信号
    とを加算して第2の輝度信号を得る加算手段とを備えた
    ことを特徴とするテレビジョンカメラ装置。
  2. 【請求項2】 クレーム1のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、 さらに、上記スイッチング手段と上記加算手段の間にバ
    ンドパスフィルタを備えたことを特徴とするテレビジョ
    ンカメラ装置。
  3. 【請求項3】 クレーム2のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、 上記バンドパスフィルタは実質的に上記第2のサンプリ
    ング手段のサンプリング周波数(fs)以上の周波数を
    遮断する特性を有することを特徴とするテレビジョンカ
    メラ装置。
  4. 【請求項4】 クレーム2のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、 上記バンドパスフィルタは上記第2のサンプリング手段
    のサンプリング周波数(fs)の実質的に1/4以下の
    周波数(fs/4)を遮断する特性を有することを特徴
    とするテレビジョンカメラ装置。
  5. 【請求項5】 クレーム2のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、 上記バンドパスフィルタは上記第2のサンプリング手段
    のサンプリング周波数(fs)の実質的に3/4の周波
    数(3fs/4)付近を通過帯域の最大利得帯域とする
    特性を有することを特徴とするテレビジョンカメラ装
    置。
  6. 【請求項6】 クレーム1のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、さらに、 上記第1、2、3の各固体撮像素子に接続され、上記
    G、R、Bチャネルの映像信号をそれぞれデジタル信号
    処理するデジタル信号処理手段を備え、該デジタル信号
    処理手段の出力が、上記マトリクス演算回路と上記スイ
    ッチング手段とに入力されたことを特徴とするテレビジ
    ョンカメラ装置。
  7. 【請求項7】 テレビジョンカメラ装置であって、 G(緑)、R(赤)、B(青)チャネルの映像信号をそ
    れぞれ生成する第1、2、3の固体撮像素子であって、
    上記第1、2、3の固体撮像素子の各々の受光部は水平
    走査方向及び垂直走査方向に配置された複数の受光画素
    を有し、上記第1の固体撮像素子の受光部の各受光画素
    に対して上記第2、第3の各固体撮像素子の受光部の対
    応する各受光画素は上記水平走査方向に該受光画素の水
    平走査方向の間隔の1/2だけずらして配置され;上記
    第固体撮像素子にそれぞれ接続され、所定の周期(1/
    fs)で上記第1、2、3の固体撮像素子からの上記
    G、R、Bチャネルの映像信号をそれぞれサンプリング
    するための第1、第2のサンプリング手段と;上記第
    1、第2サンプリング手段に接続され、上記第2のサン
    プリング手段から出力された上記R、Bチャネルの映像
    信号の位相と上記第1のサンプリング手段から出力され
    た上記Gチャネルの映像信号の位相とを180度ずらし
    て出力する位相シフト手段と;上記G、R、Bチャネル
    の映像信号から第1の輝度信号(Y)を生成するマトリ
    クス演算回路と;上記Gチャネルおよび上記Rチャネル
    の映像信号を上記第2のサンプリング手段のサンプリン
    グ周期の半分の周期ごとに交互にスイッチングするスイ
    ッチング手段と;上記スイッチング手段からの出力と上
    記マトリクス演算回路からの上記第1の輝度信号とを加
    算して第2の輝度信号を得る加算手段とを備えたことを
    特徴とするテレビジョンカメラ装置。
  8. 【請求項8】 クレーム7のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、 さらに、上記スイッチング手段と上記加算手段の間にバ
    ンドパスフィルタを備えたことを特徴とするテレビジョ
    ンカメラ装置。
  9. 【請求項9】 クレーム8のテレビジョンカメラ装置に
    おいて、 上記バンドパスフィルタは実質的に上記第2のサンプリ
    ング手段のサンプリング周波数(fs)以上の周波数を
    遮断する特性を有することを特徴とするテレビジョンカ
    メラ装置。
  10. 【請求項10】 クレーム8のテレビジョンカメラ装置
    において、 上記バンドパスフィルタは上記第2のサンプリング手段
    のサンプリング周波数(fs)の実質的に1/4以下の
    周波数(fs/4)を遮断する特性を有することを特徴
    とするテレビジョンカメラ装置。
  11. 【請求項11】 クレーム8のテレビジョンカメラ装置
    において、 上記バンドパスフィルタは上記第2のサンプリング手段
    のサンプリング周波数(fs)の実質的に3/4の周波
    数(3fs/4)付近を通過帯域の最大利得帯域とする
    特性を有するたことを特徴とするテレビジョンカメラ装
    置。
JP7326680A 1994-12-16 1995-12-15 テレビジョンカメラ装置 Pending JPH08223590A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100544802B1 (ko) * 1997-12-04 2006-05-12 소니 가부시끼 가이샤 신호처리장치
US7932937B2 (en) 2006-03-24 2011-04-26 Panasonic Corporation Signal processing method and signal processing circuit

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