JPH09200782A - Single plate color video camera - Google Patents

Single plate color video camera

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JPH09200782A
JPH09200782A JP8006874A JP687496A JPH09200782A JP H09200782 A JPH09200782 A JP H09200782A JP 8006874 A JP8006874 A JP 8006874A JP 687496 A JP687496 A JP 687496A JP H09200782 A JPH09200782 A JP H09200782A
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vertical
color
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一人 西田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single plate color video camera with which high frequency characteristics can be prevented from being attenuated by an optical filter and horizontal or vertical resolution can be made double in comparison with a conventional system. SOLUTION: First of all, color difference signal preparing circuits 30 and 31 prepare horizontal color difference signals R-G and B-G from the signals of horizontally adjacent picture elements in the arrangement of a CCD imaging device 3 and vertical color difference signals R-G and B-G from the signals of vertically adjacent picture elements in this arrangement. Next, a mix circuit 34 adds two kinds of color difference signals, namely, horizontal color difference signals R-G(H) and B-G(H) and vertical color difference signals R-G(V) and B-G(V) outputted from these respective color difference signal preparing circuits 30 and 31 with an addition ratio based on the output signal value of filter having the high-pass characteristics of horizontal spatial frequency and the high-pass characteristics of vertical spatial frequency concerning the luminance signal component of an image signal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はCCD(電荷結合素
子)撮像素子を用いた単板カラービデオカメラに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single plate color video camera using a CCD (charge coupled device) image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12に従来の原色配列カラーフィルタ
のCCD撮像素子を使用した単板カラービデオカメラの
システム構成例を示す。図12のように、従来のカメラ
システムでは、まず、レンズ1より入射した被写体の画
像は、光学フィルタ2により画像に含まれる高域の周波
数成分が減衰された後にCCD撮像素子3に入射し、該
CCD撮像素子3にて光電変換されるものであって、該
撮像素子3から画素単位に信号が出力される。CCD撮
像素子3出力は、CDS/AGC(相関二重サンプリン
グ/オートマチックゲインコントロール)回路4により
映像信号の分離および信号レベルの調整が行われ、その
後、AD(アナログ/ディジタル)コンバータ5によ
り、ディジタル信号に変換される。ディジタル値に変換
された映像信号はディジタル信号処理回路6にて輝度信
号と色信号が作成され、符号24,25で示す端子から
出力される。この端子24,25からの出力信号は図示
しないDA(ディジタル/アナログ)変換器でアナログ
信号に変換される。
2. Description of the Related Art FIG. 12 shows an example of a system configuration of a single-chip color video camera using a CCD image pickup device having a conventional primary color array color filter. As shown in FIG. 12, in the conventional camera system, first, the image of the subject incident from the lens 1 is incident on the CCD image sensor 3 after the high frequency components included in the image are attenuated by the optical filter 2. It is photoelectrically converted by the CCD image pickup device 3, and a signal is output from the image pickup device 3 pixel by pixel. The output of the CCD image pickup device 3 is separated by the CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) circuit 4 and the signal level is adjusted, and then the digital signal is outputted by the AD (analog / digital) converter 5. Is converted to. The video signal converted into the digital value has a luminance signal and a chrominance signal created by the digital signal processing circuit 6 and is output from terminals 24 and 25. Output signals from the terminals 24 and 25 are converted into analog signals by a DA (digital / analog) converter (not shown).

【0003】ディジタル信号処理回路6では、LCLI
P7にて信号に含まれる黒レベルの値がある規定値に固
定された後、ホワイトバランス回路8にてレッド(以下
Rとする)、グリーン(以下Gとする)、ブルー(以下
Bとする)それぞれの画素信号に対してホワイトバラン
ス調整が行われる。ホワイトバランス回路8の出力は1
水平走査期間の遅延回路である1HDL9,10,11
により同時化される。
In the digital signal processing circuit 6, the LCLI
After the value of the black level included in the signal is fixed to a predetermined value at P7, the white balance circuit 8 sets red (hereinafter R), green (hereinafter G), and blue (hereinafter B). White balance adjustment is performed on each pixel signal. The output of the white balance circuit 8 is 1
1 HDL9, 10, 11 which are delay circuits in the horizontal scanning period
Are synchronized by.

【0004】輝度信号の処理は、まず、ホワイトバラン
ス回路8,1HDL9,10,11の出力信号に対し
て、CCD撮像素子3出力がラインごとにG,RとB,
Rに切り替わるため有彩色の領域にて発生するラインク
ロールを防ぐための垂直低域通過フィルタYVLPF1
2がかけられた後、水平低域通過フィルタYHLPF1
3により水平方向の色信号キャリア成分が取り除かれ
る。水平低域通過フィルタYHLPF13の出力は、輝
度γ補正回路YGAM14にてガンマ補正されて、同期
信号加算回路SYNCMIX15にて同期信号が加算さ
れる。
In the processing of the luminance signal, first, the output of the CCD image pickup device 3 is G, R and B for each line with respect to the output signals of the white balance circuits 8, 1HDL 9, 10, 11.
Vertical low-pass filter YVLPF1 for preventing line crawl that occurs in the chromatic region because it switches to R
After being multiplied by 2, the horizontal low-pass filter YHLPF1
3 removes the color signal carrier component in the horizontal direction. The output of the horizontal low-pass filter YHLPF13 is gamma-corrected by the luminance γ correction circuit YGAM14, and the synchronization signal is added by the synchronization signal addition circuit SYNCMIX15.

【0005】また、色信号処理は、同時化された画素信
号であるホワイトバランス回路8,1HDL9,10の
各出力D0H,D1H,D2Hに対してガンマ補正が色
γ補正回路CGAM16にてかけられた後、垂直色差信
号作成回路C−GV17ブロックで垂直方向に隣接する
R;G、およびB;Gの画素信号によりR−G,B−G
の色差信号が作成される。さらに、前記色差信号作成回
路C−GV17出力のR−G、B−G色差信号に対して
色マトリックス回路MATRIX18にて色差マトリッ
クス演算がおこなわれ、R−Y,B−Yの色差信号が作
成される。作成された色差信号データR−Y,B−Y
は、色差ゲイン調整回路CGAIN19ブロックにてゲ
イン調整が行われた後、バースト信号ミックス回路BF
MIX20にてバースト信号データが重畳され、色変調
回路CMOD21にて色信号変調される。
Further, in the color signal processing, gamma correction is applied to each output D0H, D1H, D2H of the white balance circuits 8, 1HDL 9, 10 which are synchronized pixel signals by the color gamma correction circuit CGAM16. After that, in the vertical color difference signal generation circuit C-GV17 block, R, G, and B; R, G, and B;
Color difference signals are created. Further, the color matrix circuit MATRIX 18 performs a color difference matrix operation on the R-G and B-G color difference signals output from the color difference signal creating circuit C-GV17 to create R-Y and BY color difference signals. It Created color difference signal data R-Y, B-Y
Is adjusted by the color difference gain adjustment circuit CGAIN19 block, and then the burst signal mix circuit BF
The burst signal data is superimposed on the MIX 20, and the color signal is modulated by the color modulation circuit CMOD 21.

【0006】前記従来方式ではCCD撮像素子3の出力
がインターレースされていないため、同期信号加算回路
SYNCMIX15出力輝度信号と色変調回路CMOD
21出力の色信号のいずれも、ノンインターレース→イ
ンターレース変換INTRCONV22,23にてノン
インターレース→インターレース変換を行い、所定のビ
デオ信号のフォーマットで出力する。
Since the output of the CCD image pickup device 3 is not interlaced in the above-mentioned conventional method, the output signal of the sync signal adding circuit SYNCMIX15 and the color modulating circuit CMOD are used.
Non-interlace → interlace conversion of any of the 21 output color signals is performed by the non-interlace → interlace conversion in INTRCONV 22 and 23, and is output in a predetermined video signal format.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記ビデオカメラにて
使用されるCCD撮像素子3の色フィルタの配列を図1
3に示す。色フィルタは、水平方向にグリーン/レッド
が点順次で配列したラインと、ブルー/グリーンが点順
次で配列したラインが垂直方向に交互に並ぶ2次元配列
で構成されている。
FIG. 1 shows the arrangement of the color filters of the CCD image pickup device 3 used in the video camera.
3 is shown. The color filter is configured by a two-dimensional array in which lines in which green / red are arranged in a dot sequence in the horizontal direction and lines in which blue / green are arranged in a dot sequence are alternately arranged in the vertical direction.

【0008】ここで、レッド画素をR、ブルー画素を
B、レッドを含むラインのグリーン画素をGr、ブルー
を含むラインのグリーン画素をGbとする。Gr、R、
Gb、Bの各画素にて入力画素をサンプリングした場合
の周波数スペクトラム特性は次式で表される。
Here, the red pixel is R, the blue pixel is B, the green pixel of the line containing red is Gr, and the green pixel of the line containing blue is Gb. Gr, R,
The frequency spectrum characteristic when the input pixel is sampled in each of the Gb and B pixels is expressed by the following equation.

【0009】[0009]

【数3】 (Equation 3)

【0010】ここで、F(ξ,η)は入力画像の2次元
スペクトル、xは水平画素周期、yは垂直画素周期、ξ
は水平空間周波数、ηは垂直空間周波数を表す。また、
R、CG、CBは色フィルタの分光特性に関する係数で
あり、無彩色被写体の場合でホワイトバランスがとれて
いる時はCR=CG=CBとなる。
Where F (ξ, η) is the two-dimensional spectrum of the input image, x is the horizontal pixel period, y is the vertical pixel period, and ξ
Represents the horizontal spatial frequency, and η represents the vertical spatial frequency. Also,
C R , C G , and C B are coefficients relating to the spectral characteristics of the color filter, and C R = C G = C B when an achromatic subject is white-balanced.

【0011】この各画素ごとのスペクトルのキャリアの
位置と位相を2次元スペクトル図に表したものが、図1
4の(a),(b),(c),(d)である。↑で示す
点がキャリアの位置であり、矢印が上を向いているのが
位相0の成分であり、下を向いているのが位相が反転し
ているものである。図12のブロックの垂直色差信号作
成回路C−GV17にてR−G;B−Gの色差信号が作
成されるが、R−G;B−Gは、それぞれ垂直方向に隣
接する画素間で演算されるため、R−GはR−Gbとな
り、B−GはB−Grとなる。この演算された結果のス
ペクトル図を図14の(e),(f)に示す。
The position and phase of the carrier of the spectrum of each pixel are shown in a two-dimensional spectrum diagram in FIG.
4 (a), (b), (c), (d). The point indicated by ↑ is the position of the carrier, the arrow pointing up is the phase 0 component, and the arrow pointing down is the phase inversion. The color difference signals of RG; BG are generated by the vertical color difference signal generation circuit C-GV17 of the block of FIG. 12, but RG; BG are calculated between pixels adjacent in the vertical direction. Therefore, RG becomes RGb, and BG becomes BGr. The spectrum diagrams of the results of this calculation are shown in (e) and (f) of FIG.

【0012】この図14(e)において、(ξ,η)=
(2π/2x,0)の点では、Rの成分とGの成分が互
いに180°位相が反転しているため、ホワイトバラン
スがとれていてRとBの信号の絶対値が等しい場合には
互いに打ち消し合い、R−Gは0になる。同様にB−G
についても同一周波数にて0となる。R−G、B−Gが
共に0になった場合、色信号は発生せず、よってこの周
波数での色偽信号は発生しない。
In FIG. 14 (e), (ξ, η) =
At the point of (2π / 2x, 0), the R component and the G component are 180 ° out of phase with each other, so if the white balance is good and the absolute values of the R and B signals are the same, They cancel each other out and RG becomes 0. Similarly BG
Also becomes 0 at the same frequency. When both R-G and B-G are 0, no color signal is generated, and thus no color false signal is generated at this frequency.

【0013】ところが、同図14(e)において、 (ξ,η)=(0,2π/2y) の点ではRの成分とGの成分が同相であるため、R−
G、B−Gは共に0にはならず、色偽信号が発生するこ
とになる。このため、ナイキストのサンプリング定理に
より色偽信号の折り返しが発生しない周波数帯域は (ξ,η)=(0,2π/4y) となり、色偽信号の発生する (ξ,η)=(2π/2x,2π/2y)、(ξ,η)
=(0,2π/2y) および、輝度偽信号の発生する (ξ,η)=(0,2π/y)、(ξ,η)=(2π/
x,0)の周波数点を通る、2種類のトラップ特性
(A),(B)を持つ図15に示すような光学ローパス
フィルタにより、入力画像を帯域制限する必要がでてく
る。そのため、図15の符号Bで示す特性を持つフィル
タ特性により、垂直周波数帯域は図16の理論的有効帯
域で示すようなη=2π/4yの帯域になってしまうた
め垂直解像度が低下し、画質を劣化させてしまうことに
なる。
However, in FIG. 14 (e), since the R component and the G component are in phase at the point of (ξ, η) = (0, 2π / 2y), R−
Neither G nor BG becomes 0, and a false color signal is generated. Therefore, according to the Nyquist sampling theorem, the frequency band in which the aliasing of the color false signal does not occur is (ξ, η) = (0,2π / 4y), and the color false signal occurs (ξ, η) = (2π / 2x). , 2π / 2y), (ξ, η)
= (0,2π / 2y) and a false luminance signal is generated (ξ, η) = (0,2π / y), (ξ, η) = (2π /
It is necessary to band-limit the input image by an optical low-pass filter as shown in FIG. 15 having two types of trap characteristics (A) and (B) that passes through the frequency point of (x, 0). Therefore, the vertical frequency band becomes a band of η = 2π / 4y as shown in the theoretical effective band of FIG. 16 due to the filter characteristic having the characteristic indicated by the symbol B in FIG. Will be deteriorated.

【0014】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであって、色偽信号を抑圧するために必
要であった水平1画素あるいは垂直1画素の周期の空間
周波数点にトラップ特性を持つ光学フィルタが不要とな
ることによって光学フィルタによる高域周波数特性の減
衰を防ぐことができ、水平あるいは垂直方向の解像度を
従来方式の2倍に拡大することが可能となる単板カラー
ビデオカメラを提供することを課題とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and traps at a spatial frequency point having a period of one horizontal pixel or one vertical pixel which is necessary for suppressing a false color signal. By eliminating the need for an optical filter with characteristics, it is possible to prevent attenuation of high frequency characteristics due to the optical filter, and it is possible to double the resolution in the horizontal or vertical direction as compared with the conventional method. It is an object to provide a camera.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため次の構成を有する。請求項1の発明は、光学
フィルタを含むレンズ部とCCD撮像素子のカラーフィ
ルタが(グリーンG、レッドR)、(ブルーB、グリー
ンG)の順に垂直方向に並ぶ水平方向2画素、垂直方向
2画素の周期性を持つ色配列を有し、CCDの光電変換
素子により変換された信号を画素単位で独立に出力する
機能をもつCCD撮像素子とADコンバータとディジタ
ル信号処理回路とDAコンバータより構成されるビデオ
カメラにおいて、前記CCD撮像素子の配列で水平方向
に隣り合う画素の信号よりR−GおよびB−Gの水平色
差信号を作成する水平色差信号作成回路と、前記配列で
垂直方向に隣り合う画素の信号よりR−GおよびB−G
の垂直色差信号を作成する垂直色差信号作成回路と、画
像信号の輝度信号成分に対して水平空間周波数における
高域通過特性を有する第1の2次元空間フィルタと、前
記輝度信号成分に対して垂直空間周波数における高域通
過特性を有する第2の2次元空間フィルタと、前記の各
色差信号作成回路より出力された2種類の色差信号を所
定の加算比にしたがって加算する演算回路と、前記第1
および第2の2次元空間フィルタの出力信号値に基づ
き、前記演算回路の加算比を算出する加算比算出回路と
を有することを特徴とする単板カラービデオカメラであ
る。
The present invention has the following constitution in order to solve the above problems. According to the first aspect of the invention, the lens section including the optical filter and the color filter of the CCD image sensor are arranged in the vertical direction in the order of (green G, red R), (blue B, green G) in the horizontal direction, two pixels in the horizontal direction, and two in the vertical direction. It is composed of a CCD image pickup device, an AD converter, a digital signal processing circuit, and a DA converter, which has a color array having a pixel periodicity and has a function of independently outputting a signal converted by a CCD photoelectric conversion device in pixel units. In the video camera, a horizontal color difference signal generating circuit that generates horizontal color difference signals of R-G and B-G from signals of pixels that are horizontally adjacent in the array of the CCD image pickup device is vertically adjacent in the array. R-G and BG from the pixel signal
A vertical color difference signal generating circuit for generating a vertical color difference signal, a first two-dimensional spatial filter having a high-pass characteristic at a horizontal spatial frequency for a luminance signal component of an image signal, and a vertical direction for the luminance signal component. A second two-dimensional spatial filter having a high-pass characteristic at a spatial frequency; an arithmetic circuit that adds two types of color difference signals output from the color difference signal generating circuits according to a predetermined addition ratio;
And a summing ratio calculating circuit that calculates the summing ratio of the arithmetic circuit based on the output signal value of the second two-dimensional spatial filter.

【0016】請求項2の発明は、演算回路は、R−Gお
よびB−Gのそれぞれの水平色差信号と垂直色差信号と
を加算するものであり、加算比算出回路は、第1の2次
元空間フィルタから出力される水平方向の高域成分信号
に基づき前記垂直色差信号の加算割合を求め、かつ、第
2の2次元空間フィルタから出力される垂直方向の高域
成分信号に基づき前記水平色差信号の加算割合を求める
ようになっていることを特徴とする請求項1に記載の単
板カラービデオカメラである。
According to a second aspect of the present invention, the arithmetic circuit adds the horizontal color difference signals and the vertical color difference signals of R-G and B-G, respectively, and the addition ratio calculation circuit is the first two-dimensional circuit. The addition ratio of the vertical color difference signals is calculated based on the horizontal high frequency component signal output from the spatial filter, and the horizontal color difference is calculated based on the vertical high frequency component signal output from the second two-dimensional spatial filter. The single-chip color video camera according to claim 1, wherein the addition ratio of signals is obtained.

【0017】請求項3の発明は、加算比算出回路は、第
1の2次元空間フィルタから出力される水平方向の高域
成分の絶対値データdhと第2の2次元空間フィルタか
ら出力される垂直方向の高域成分の絶対値データdvと
に基づき、加算比について、水平色差信号の加算割合を
次式のdv-dataで設定し、
According to a third aspect of the present invention, the addition ratio calculating circuit outputs the absolute value data dh of the high frequency component in the horizontal direction output from the first two-dimensional spatial filter and the second two-dimensional spatial filter. Based on the absolute value data dv of the high frequency component in the vertical direction, with respect to the addition ratio, the addition ratio of the horizontal color difference signal is set by dv - data of the following equation,

【数4】 かつ、垂直色差信号の加算割合を次式のdh-data
で設定し、
(Equation 4) In addition, the addition ratio of the vertical color difference signals is calculated by the following formula: dh - data
Set with

【数5】 dv-dataとdh-dataの和が1になるようにし
たことを特徴とする請求項2に記載の単板カラービデオ
カメラである。
(Equation 5) 3. The single-plate color video camera according to claim 2, wherein the sum of dv - data and dh - data is set to 1.

【0018】図2には、本発明に関する色信号の周波数
スペクトル特性を示す。図2の(a),(b),
(c),(d)はCCD撮像素子のGr,R,Gb,B
の各画素にてサンプリングした時のスペクトルであり、
(e),(f)は垂直方向に隣接する画素によりR−
G、B−Gを作成した場合のR−G,B−Gのスペクト
ルである。これらのスペクトルは、従来方式で説明した
図14の(a)〜(f)と同一の特性である。
FIG. 2 shows the frequency spectrum characteristic of the color signal according to the present invention. 2 (a), (b),
(C) and (d) are Gr, R, Gb, and B of the CCD image pickup device.
Is the spectrum when sampled at each pixel of
(E) and (f) show R− due to vertically adjacent pixels.
It is a spectrum of RG and BG when G and BG are created. These spectra have the same characteristics as those in (a) to (f) of FIG. 14 described in the conventional method.

【0019】ここで、図2の(g),(h)で示すよう
に、R−Gの色差信号を水平方向に隣接するR、Gr画
素の信号より作成し、B−Gの色差信号を同じく水平方
向に隣接するB、Gb画素の信号により作成すると、
(ξ,η)=(0,2π/2y)の周波数点ではRとG
rおよび、BとGbが互いに位相が反転しているため、
無彩色の画像領域にてホワイトバランスがとれており、
RとGr、およびBとGb信号の絶対値が等しければ色
偽信号を発生しない。そのかわり、図2の(e),
(f)にて色偽信号が発生していなかった(ξ,η)=
(2π/2x,0)の周波数点で色偽信号が発生する。
Here, as shown in (g) and (h) of FIG. 2, an R-G color difference signal is created from signals of horizontally adjacent R and Gr pixels, and a B-G color difference signal is obtained. Similarly, if the signals of B and Gb pixels that are adjacent in the horizontal direction are used,
At the frequency point of (ξ, η) = (0, 2π / 2y), R and G
Since r and B and Gb are out of phase with each other,
White balance is achieved in the achromatic image area,
If the absolute values of the R and Gr signals and the B and Gb signals are equal, no color false signal is generated. Instead, (e) of FIG.
No false color signal was generated in (f) (ξ, η) =
A false color signal is generated at a frequency point of (2π / 2x, 0).

【0020】そこで、輝度信号の(ξ,η)=(2π/
2x,0)の周波数成分が多い場合は垂直方向に隣接す
る画素により作成した(e),(f)の周波数スペクト
ルを有する信号を使用し、(ξ,η)=(0,2π/2
y)の周波数成分が多い時は水平方向に隣接する画素に
より作成した(g),(h)の周波数スペクトルを有す
る信号を使用することで、図2の(i),(j)に示す
ような(ξ,η)=(0,2π/2y)、および、
(ξ,η)=(2π/2x,0)の点で共に色偽信号の
発生しない特性を持つ色信号R−G,B−Gが作成でき
る。
Therefore, the luminance signal (ξ, η) = (2π /
When there are many 2x, 0) frequency components, signals having frequency spectra of (e) and (f) created by vertically adjacent pixels are used, and (ξ, η) = (0, 2π / 2
When the frequency component of y) is large, by using the signals having the frequency spectra of (g) and (h) created by horizontally adjacent pixels, as shown in (i) and (j) of FIG. Na (ξ, η) = (0,2π / 2y), and
At the point of (ξ, η) = (2π / 2x, 0), it is possible to create the color signals RG and BG which both have the characteristic that no color false signal is generated.

【0021】(ξ,η)=(2π/2x,0)と(ξ,
η)=(0,2π/2y)の点で共に色偽信号が発生し
ない信号を作成できることから、垂直方向の周波数帯域
は従来方式のようにη=2π/4yに制限する必要がな
くなり、輝度信号に対するナイキスト周波数であるη=
2π/2yまで帯域を広げることが出来る。
(Ξ, η) = (2π / 2x, 0) and (ξ,
Since it is possible to create a signal in which no color false signal is generated at the point of η) = (0,2π / 2y), it is not necessary to limit the frequency band in the vertical direction to η = 2π / 4y as in the conventional method, and the luminance is reduced. Nyquist frequency for signal η =
The band can be expanded to 2π / 2y.

【0022】よって、従来方式では(ξ,η)=(0,
2π/2y)の色偽信号を消去するために必要であった
前記図15のBで示すトラップ特性をもつ光学ローパス
フィルタが本発明では不要となり、図3に符号Aで示す
ようなトラップ特性の光学ローパスフィルタとし得るた
め、垂直方向の高域周波数特性が改善され、図4の理論
的有効帯域に示すようになり前記図16に示した従来方
式の理論有効帯域に比して2倍の垂直解像度を得ること
ができる。
Therefore, in the conventional method, (ξ, η) = (0,
The optical low-pass filter having the trap characteristic shown in FIG. 15B, which was necessary to eliminate the color false signal of 2π / 2y), is not necessary in the present invention, and the trap characteristic shown by the symbol A in FIG. Since it can be used as an optical low-pass filter, the high frequency characteristic in the vertical direction is improved, as shown in the theoretical effective band of FIG. 4, and the vertical effective frequency is twice as high as the theoretical effective band of the conventional system shown in FIG. The resolution can be obtained.

【0023】以上により、請求項1または請求項2の発
明はなされたものであり、2つの色差信号を加算するの
に、水平空間周波数における高域通過特性を有する2次
元空間フィルタと、垂直空間周波数における高域通過特
性を有する2次元空間フィルタを通過した2つの輝度信
号成分の値により、前記の2つの色差信号の加算比を変
化させて加算することにより作成される色差信号を用い
る。したがって、従来技術では抑圧できなかった水平空
間周波数軸上および垂直空間周波数軸上に発生する色偽
信号を抑圧することが可能となり、従来技術にて色偽信
号を抑圧するために必要であった水平1画素あるいは垂
直1画素の周期の空間周波数点にトラップ特性を持つ光
学フィルタが不要となることによって光学フィルタによ
る高域周波数特性の減衰を防ぐことができ、水平あるい
は垂直方向の解像度を従来方式の2倍に拡大することが
可能となる。
As described above, the invention of claim 1 or claim 2 is made, and in adding two color difference signals, a two-dimensional spatial filter having a high-pass characteristic at a horizontal spatial frequency and a vertical spatial filter. A color difference signal created by changing and adding the addition ratio of the two color difference signals according to the values of the two luminance signal components that have passed through the two-dimensional spatial filter having a high-pass characteristic in frequency is used. Therefore, it becomes possible to suppress the color false signal generated on the horizontal spatial frequency axis and the vertical spatial frequency axis, which could not be suppressed by the conventional technology, and it was necessary to suppress the color false signal by the conventional technology. By eliminating the need for an optical filter having a trap characteristic at a spatial frequency point of a period of one horizontal pixel or one vertical pixel, it is possible to prevent attenuation of the high frequency characteristic due to the optical filter, and the resolution in the horizontal or vertical direction is reduced by the conventional method. It is possible to expand the size to twice.

【0024】ところで、前記第2の2次元フィルタで求
めた画像信号の輝度成分の垂直空間周波数における高域
特性(高域周波数成分)と第1の2次元フィルタで求め
た前記輝度成分の水平空間周波数における高域通過特性
(水平高域周波数成分)とのそれぞれの絶対値dv-
ataとdh-dataを作成し、R−G(H),R−
G(V)あるいはB−G(H),B−G(V)の加算比
として使用した場合、色差信号R−GおよびB−Gは次
の式で表される値となる。
By the way, the high-frequency characteristic (high-frequency component) at the vertical spatial frequency of the luminance component of the image signal obtained by the second two-dimensional filter and the horizontal space of the luminance component obtained by the first two-dimensional filter. Absolute values dv - d of high-pass characteristics (horizontal high-frequency components) at frequencies
data and dh - data are created, and R-G (H), R-
When used as an addition ratio of G (V) or B-G (H), B-G (V), the color difference signals R-G and B-G have values represented by the following equations.

【0025】 R−G=dv-data×R−G(H)+dh-data×R−G(V) (5) B−G=dv-data×B−G(H)+dh-data×B−G(V) (6)RG = dv - data * RG (H) + dh - data * RG (V) (5) BG = dv - data * BG (H) + dh - data * B- G (V) (6)

【0026】ここで、色差信号R−GおよびB−Gの信
号は、輝度信号の大きさに比例する要素を含んでおり、
かつdv-data,dh-dataも同様に輝度信号の
大きさに比例する要素を含んでいる。したがって、R−
GとB−Gは、輝度信号の大きさの2乗に比例した値に
なるので、輝度変化に対する色信号の変化が比例せず輝
度レベルの低い領域において着色しないという問題が発
生することとなる。
Here, the color difference signals RG and BG include an element proportional to the magnitude of the luminance signal,
Moreover, dv - data and dh - data also include elements proportional to the magnitude of the luminance signal. Therefore, R-
Since G and B-G have a value proportional to the square of the magnitude of the luminance signal, the change of the color signal with respect to the luminance change is not proportional, and there is a problem that coloring is not performed in a low luminance level region. .

【0027】そこで、請求項3の発明では、前記絶対値
dv-dataとdh-dataを作成する過程におい
て、画像信号の輝度成分に対して水平空間周波数におけ
る高域通過特性を有する第1の2次元空間フィルタと、
垂直空間周波数における高域通過特性を有する第2の2
次元空間フィルタの出力信号の絶対値をdh,dvと
し、dv-dataとdh-dataを次式にて作成す
る。
Therefore, according to the third aspect of the invention, in the process of creating the absolute values dv - data and dh - data, the first 2 having a high-pass characteristic at the horizontal spatial frequency with respect to the luminance component of the image signal. A dimensional spatial filter,
Second second having high pass characteristics at vertical spatial frequency
The absolute value of the output signal of the dimensional spatial filter is set to dh and dv, and dv - data and dh - data are created by the following equation.

【0028】[0028]

【数6】 (Equation 6)

【0029】[0029]

【数7】 これにより、dv-dataとdh-dataは加算する
と常に1となることから、 R−G=dv-data×R−G(H)+dh-data×R−G(V) (9) B−G=dv-data×B−G(H)+dh-data×B−G(V) (10) の式で作成されるR−G,B−Gのレベルに対するd
v,dhの絶対値の変動による影響をなくすことがで
き、輝度信号と色信号の比が一致し、画像の劣化を防ぐ
ことが出来る。
(Equation 7) As a result, since dv - data and dh - data are always 1 when added, RG = dv - data * RG (H) + dh - data * RG (V) (9) BG = Dv - data * B-G (H) + dh - data * B-G (V) d with respect to the levels of RG and BG created by the formula (10).
It is possible to eliminate the influence of the variation of the absolute values of v and dh, the ratio between the luminance signal and the color signal is matched, and it is possible to prevent the deterioration of the image.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、前記図12と同様の
部分には同一の符号を付する。図1に実施形態にかかる
単板カラービデオカメラの回路構成を示す。該カメラ
は、前記図12に示した従来のカメラには備えられてい
ない次の色信号処理に関する回路を有している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals. FIG. 1 shows a circuit configuration of a single-plate color video camera according to the embodiment. The camera has a circuit for the next color signal processing, which is not included in the conventional camera shown in FIG.

【0031】つまり、本実施形態特有の回路は、図1に
示すように、CCD撮像素子3の配列で水平方向に隣り
合う画素の信号よりR−GおよびB−Gの水平色差信号
を作成する水平色差信号作成回路C-GH30と、前記
配列で垂直方向に隣り合う画素の信号よりR−Gおよび
B−Gの垂直色差信号を作成する垂直色差信号作成回路
-GV31と、画像信号の輝度信号成分に対して水平
空間周波数における高域通過特性を有する第1の2次元
空間フィルタ32および、前記輝度信号成分に対して垂
直空間周波数における高域通過特性を有する第2の2次
元空間フィルタ33と、前記の各色差信号作成回路C−
GH30およびC−GV31より出力された2種類の色
差信号すなわち水平色差信号R−G(H)、B−G
(H)および垂直色差信号R−G(V)、B−G(V)
を所定の加算比にしたがって加算する垂直/水平色差信
号ミックス回路CGMIX34と、前記第1および第2
の2次元空間フィルタ32および33の出力信号値に基
づき、前記ミックス回路34の加算比を算出する絶対値
回路ABS35a,35bとを有するものである。前記
第1の2次元空間フィルタ32、第2の2次元空間フィ
ルタ33および絶対値回路ABS35a,35bは垂直
/水平高域信号作成回路36のブロックであって、その
詳細は図9に示している。
That is, the circuit peculiar to the present embodiment, as shown in FIG. 1, creates the R-G and B-G horizontal color difference signals from the signals of the pixels which are horizontally adjacent in the arrangement of the CCD image pickup device 3. A horizontal color difference signal generation circuit C - GH30, a vertical color difference signal generation circuit C - GV31 for generating R-G and B-G vertical color difference signals from the signals of pixels vertically adjacent in the array, and the luminance of the image signal. A first two-dimensional spatial filter 32 having a high-pass characteristic at a horizontal spatial frequency with respect to a signal component, and a second two-dimensional spatial filter 33 having a high-pass characteristic at a vertical spatial frequency with respect to the luminance signal component. And each of the color difference signal generating circuits C-
Two types of color difference signals output from the GH 30 and C-GV 31, that is, horizontal color difference signals RG (H) and BG.
(H) and vertical color difference signals RG (V), BG (V)
And a vertical / horizontal color difference signal mixing circuit CGMIX34 for adding the signals according to a predetermined addition ratio, and the first and second
The absolute value circuits ABS35a and 35b for calculating the addition ratio of the mix circuit 34 based on the output signal values of the two-dimensional spatial filters 32 and 33. The first two-dimensional spatial filter 32, the second two-dimensional spatial filter 33, and the absolute value circuits ABS 35a and 35b are blocks of the vertical / horizontal high frequency signal generating circuit 36, the details of which are shown in FIG. .

【0032】図1のビデオカメラにおいて、レンズ1よ
り入射した被写体の画像は光学フィルタ2により画像に
含まれる高域の周波数成分を減衰させた後、CCD撮像
素子3にて光電変換され、画素単位に信号が出力され
る。CCD撮像素子3出力は、CDS/AGC回路4に
より映像信号の分離および信号レベルの調整が行われた
後、ADコンバータ5により、ディジタル信号に変換さ
れる。ディジタル値に変換された映像信号はディジタル
信号処理回路6にて輝度信号と色信号が作成され、2
4,25の端子から出力される。この端子24,25か
らの出力信号は図示しないDA(ディジタル/アナロ
グ)変換器でアナログ信号に変換される。
In the video camera of FIG. 1, an image of a subject incident from the lens 1 is attenuated by high frequency components included in the image by the optical filter 2 and then photoelectrically converted by the CCD image pickup device 3 to be pixel-based. Signal is output to. The output of the CCD image pickup device 3 is converted into a digital signal by the AD converter 5 after the video signal is separated and the signal level is adjusted by the CDS / AGC circuit 4. The digital signal processing circuit 6 creates a luminance signal and a chrominance signal from the video signal converted into the digital value.
It is output from terminals 4 and 25. Output signals from the terminals 24 and 25 are converted into analog signals by a DA (digital / analog) converter (not shown).

【0033】ディジタル信号処理回路6では黒レベルク
ランプ回路LCLIP7にて信号に含まれる黒レベルの
値がある規定値に固定された後、ホワイトバランス回路
8にてレッド(Rとする)、グリーン(Gとする)、ブ
ルー(Bとする)それぞれの画素信号に対してホワイト
バランス調整が行われる。ホワイトバランス回路8の出
力は1水平走査期間の遅延回路である1HDL9,1
0,11により垂直方向に隣接する3ラインの信号が同
時化される。
In the digital signal processing circuit 6, after the black level clamp circuit LCLIP7 fixes the black level value contained in the signal to a predetermined value, the white balance circuit 8 red (R) and green (G). White balance adjustment is performed on each of the pixel signals of blue and B (denoted by B). The output of the white balance circuit 8 is 1HDL9,1 which is a delay circuit for one horizontal scanning period.
The signals of three lines which are vertically adjacent are synchronized by 0 and 11.

【0034】輝度(Y)信号の処理は、まず、ホワイト
バランス回路8,1HDL9,10,11の出力信号に
対して、CCD撮像素子3の出力がラインごとにG,R
とB,Rに切り替わるため有彩色の領域にて発生するラ
インクロールを防ぐための垂直低域通過フィルタYVL
PF12がかけられた後、水平低域通過フィルタYHL
PF13により水平方向の色信号キャリア成分が取り除
かれる。水平低域通過フィルタYHLPF13の出力
は、輝度γ補正回路YGAM14にてガンマ補正され
て、同期信号加算回路SYNCMIX15にて同期信号
が加算される。
In the processing of the luminance (Y) signal, the output of the CCD image pickup device 3 is G and R for each line with respect to the output signals of the white balance circuits 8, 1HDL 9, 10, and 11.
Vertical low-pass filter YVL for preventing line crawl that occurs in the chromatic area because it switches between B and R
After the PF12 is applied, the horizontal low pass filter YHL
The PF 13 removes the color signal carrier component in the horizontal direction. The output of the horizontal low-pass filter YHLPF13 is gamma-corrected by the luminance γ correction circuit YGAM14, and the synchronization signal is added by the synchronization signal addition circuit SYNCMIX15.

【0035】また、色信号処理は、同時化された画素信
号であるホワイトバランス回路8,1HDL9,10,
11の各出力D0H,D1H,D2Hに対してガンマ補
正が色γ補正回路CGAM16にてかけられた後、垂直
色差信号作成回路C−GV31ブロックで垂直方向に隣
接するR,Gb,およびB,Grにより色差信号R−
G,B−G(垂直色差信号R−G(V),B−G
(V))が作成される。また、水平色差信号処理回路C
-GH30ブロックにて水平方向に隣接するR,Gr、
およびB,Gbにより色差信号R−G,B−G(水平色
差信号(R−G(H),B−G(H))が作成される。
Further, the color signal processing is performed by the white balance circuit 8, 1HDL 9, 10, which is a synchronized pixel signal.
After the gamma correction is applied to the respective outputs D0H, D1H, D2H of 11 in the color gamma correction circuit CGAM16, R, Gb, and B, Gr which are vertically adjacent to each other in the vertical color difference signal generation circuit C-GV31 block. Color difference signal R-
G, BG (vertical color difference signals RG (V), BG
(V)) is created. In addition, the horizontal color difference signal processing circuit C
- horizontally adjacent at GH30 block R, Gr,
And B, Gb create color difference signals RG, BG (horizontal color difference signals (RG (H), BG (H)).

【0036】前記垂直色差信号作成回路C-GV31と
水平色差信号作成回路C-GH30で作成された2つの
R−GとB−G信号は垂直/水平色差信号ミックス回路
CGMIX34で、垂直/水平高域信号作成回路DVD
H36にて作成された信号値による加算比dv-dat
a,dh-dataにしたがってミックスされる。
The two RG and BG signals generated by the vertical color difference signal generating circuit C - GV31 and the horizontal color difference signal generating circuit C - GH30 are supplied to the vertical / horizontal color difference signal mixing circuit CGMIX34. Signal generation circuit DVD
Addition ratio dv - dat based on the signal value created in H36
a, dh - data are mixed.

【0037】垂直/水平高域信号作成回路DVDH36
ではホワイトバランス回路8,1HDL9,10,11
の各出力D0H,D1H,D2H,D3Hから画像の2
次元周波数スペクトル上の(ξ,η)=(2π/2x,
0)と(ξ,η)=(0,2π/2y)の成分の比に従
う係数のデータが作成される。
Vertical / horizontal high frequency signal generation circuit DVDH36
Then, the white balance circuit 8, 1HDL9, 10, 11
2 of the image from each output D0H, D1H, D2H, D3H of
On the dimensional frequency spectrum (ξ, η) = (2π / 2x,
0) and (ξ, η) = (0, 2π / 2y) component ratio according to the ratio data are created.

【0038】垂直/水平色差信号ミックス回路CGMI
X34の出力のR−G、B−G色差信号は、色マトリッ
クス回路MATRIX18にて色差マトリックス演算が
おこなわれ、R−Y,B−Yの色差信号が作成される。
作成された色差信号データR−Y,B−Yは色差ゲイン
調整回路CGAIN19ブロックにてゲイン調整が行わ
れた後、バースト信号ミックス回路BFMIX20にて
バースト信号データが重畳され、色変調回路CMOD2
1にて色信号変調される。
Vertical / horizontal color difference signal mixing circuit CGMI
The R-G and B-G color difference signals output from X34 are subjected to a color difference matrix operation in the color matrix circuit MATRIX18 to generate R-Y and BY color difference signals.
The color difference signal data R-Y and B-Y thus created are subjected to gain adjustment in the color difference gain adjustment circuit CGAIN19 block, and then burst signal data is superimposed in the burst signal mix circuit BFMIX20 to obtain the color modulation circuit CMOD2.
At 1, the color signal is modulated.

【0039】前記実施形態のビデオカメラではCCD撮
像素子3の出力がインターレースされていないため、同
期信号加算回路SYNCMIX15出力の輝度信号と色
変調回路CMOD21出力の色信号のいずれも、ノンイ
ンターレース→インターレース変換INTRCONV2
2,23にてノンインターレース→インターレース変換
を行い、所定のビデオ信号のフォーマットで出力する。
In the video camera of the above embodiment, since the output of the CCD image pickup device 3 is not interlaced, neither the luminance signal of the sync signal addition circuit SYNCMIX15 nor the color signal of the color modulation circuit CMOD21 is converted from non-interlaced to interlaced. INTRCONV2
Non-interlace → interlace conversion is performed at 2 and 23, and output in a predetermined video signal format.

【0040】次に、各部の詳細な構成・作用を図5〜図
10によりさらに説明する。なお、図においてDのブロ
ックは遅延回路を、FAのブロックは加算器(全加算
器)を、スイッチ回路はセレクタ回路をそれぞれ示す。
また、図中の各ブロックを示す符号(1),(2),…
は明細書中では30−1,30−2,…と示している。
ここで、図5は水平色差信号作成回路C-GH30の内
部構成、図6は信号タイミング説明図である。なお、図
5中の各ブロックは符号30-1〜30-21を付してお
り、各部(a)〜(h)の出力信号は、対応した符号で
図7に示している。
Next, the detailed structure and operation of each part will be further described with reference to FIGS. In the figure, the block D represents a delay circuit, the FA block an adder (full adder), and the switch circuit a selector circuit.
Further, reference numerals (1), (2), ...
Are indicated as 30-1, 30-2, ... In the specification.
Here, FIG. 5 is an internal configuration of the horizontal color difference signal generation circuit C - GH30, and FIG. 6 is a signal timing explanatory diagram. Note that the blocks in FIG. 5 are denoted by reference numerals 30-1 to 30-21, and the output signals of the units (a) to (h) are indicated by the corresponding reference numerals in FIG. 7.

【0041】図5に示すように、水平色差信号作成回路
-GH30では、前記図1の1HDL9,10,11
ブロックにて同時化された3ラインのD0H,D1H,
D2H信号に対して、遅延回路D30-1,30-2,加算
器(全加算器)FA30-3、遅延回路D30-7,30-
8,加算器FA30-9、遅延回路D30-13,30-14,
加算器FA30-15で構成される水平の補間フィルタ3
0Aにより点順次に入力されるGr,R、および、B,
Gbの各画素信号が補間される。
As shown in FIG. 5, in the horizontal color difference signal generating circuit C - GH30, the 1 HDL 9, 10, 11 of FIG.
3 lines of D0H, D1H
For D2H signals, delay circuits D30-1, 30-2, adder (full adder) FA30-3, delay circuits D30-7, 30-
8, adder FA30-9, delay circuit D30-13, 30-14,
Horizontal interpolation filter 3 consisting of adder FA30-15
Gr, R, and B, which are sequentially input by 0A
Each pixel signal of Gb is interpolated.

【0042】補間された信号はセレクタ30-4〜-5,3
0-10〜-11,30-16〜-17により選択されて補間された
Gr,R,B,Gb信号が独立して出力される。この信
号のタイミングはそれぞれ図6の(a),(b),
(c),(d),(e),(f)の順となる。また、図
6の(b),(d),(f)は常にG信号であるので、
符号変換をした後に、加算器FA30-6,30-12,3
0-18により加算され、出力としてR−G,B−G(水
平色差信号R−G(H),B−G(H))の各色差信号
が交替に得られる。この出力色差信号に対して、加算器
FA30-19にて垂直方向の補間が行なわれ、セレクタ
30-20,30-21により、ライン毎に交互に選択される
ことにより水平色差信号R−G(H)とB−G(H)が
同時化されて出力される。
The interpolated signals are selectors 30-4 to -5, 3
The Gr, R, B, and Gb signals selected and interpolated by 0-10 to -11 and 30-16 to -17 are independently output. The timing of this signal is (a), (b),
The order is (c), (d), (e), (f). Further, since (b), (d), and (f) in FIG. 6 are always G signals,
After sign conversion, adders FA30-6, 30-12, 3
The color difference signals of RG and BG (horizontal color difference signals RG (H) and BG (H)) are alternately obtained as outputs. The output color difference signal is interpolated in the vertical direction by the adder FA30-19 and is alternately selected line by line by the selectors 30-20 and 30-21 so that the horizontal color difference signal R-G ( H) and B-G (H) are synchronized and output.

【0043】図7は垂直色差信号作成回路C-GV31
の内部構成、図8は信号タイミング説明図である。な
お、図7中の各ブロックは符号31-1〜31-13を付し
ており、各部の出力信号タイミングは(a)〜(g)で
図8に示している。図7に示すように、垂直色差信号作
成回路C−GV31では、ホワイトバランス回路8、1
HDL10から出力されるD0H,D2H信号に対し
て、加算器1FAにより垂直補間が行なわれ、図8のタ
イミング図の(a)のデータを得る。
FIG. 7 shows a vertical color difference signal generating circuit C - GV31.
8 is an explanatory diagram of signal timing. It should be noted that each block in FIG. 7 is denoted by reference numerals 31-1 to 31-13, and the output signal timing of each unit is shown in FIG. 8 by (a) to (g). As shown in FIG. 7, in the vertical color difference signal generation circuit C-GV31, the white balance circuits 8 and 1 are provided.
The D0H and D2H signals output from the HDL 10 are vertically interpolated by the adder 1FA to obtain the data shown in (a) of the timing chart of FIG.

【0044】そして、前記垂直補間されたD0H,D2
Hの信号とD1Hの信号に対してそれぞれを符号変換し
加算器2,3のFAにて加算する。このデータを
(b),(c)に示す。(b),(c)の信号よりセレ
クタ31-4,31-5にてラインごとに切替え選択して、
R−Gbを含む信号(d)、B−Gbを含む信号(e)
を作成する。さらに、(d),(e)の信号に対して遅
延回路31-6,31-8,加算器31-10と遅延回路31-
7,31-9,加算器31-11で構成される水平方向の補間
フィルタにより補間され、セレクタ31-12,31-13に
ての補間により作成された信号と原信号を画素周期で切
替えることにより、連続したR−Gb、B−Gbの信号
を作成され、R−G(V)、B−G(V)として出力さ
れる。
Then, the vertically interpolated D0H, D2
The H signal and the D1H signal are code-converted and added by the FAs of the adders 2 and 3. This data is shown in (b) and (c). From the signals of (b) and (c), selectors 31-4 and 31-5 switch and select each line,
A signal containing R-Gb (d), a signal containing B-Gb (e)
Create Further, for the signals of (d) and (e), delay circuits 31-6 and 31-8, an adder 31-10 and a delay circuit 31-.
Switching between the signal interpolated by the horizontal interpolation filter composed of 7, 31-9 and the adder 31-11 and the original signal generated by the interpolation by the selectors 31-12, 31-13 at the pixel cycle Thus, continuous R-Gb and BGb signals are created and output as RG (V) and BG (V).

【0045】図9は垂直/水平高域信号作成回路DVD
H36の構成図である。図9に示すように、該信号作成
回路36は、第1の2次元空間フィルタ32、第2の2
次元空間フィルタ33および絶対値回路ABS35a,
35bから主になっていて、前記各信号D0H,D1
H,D2H,D3Hに対して垂直方向の高域通過フィル
タである第2の2次元空間フィルタ33と水平方向の高
域通過フィルタである第1の2次元空間フィルタ32に
より、画像に含まれる垂直および水平方向の高域成分を
出力する。その高域成分に対して絶対値を絶対値回路A
BS35b,35bにて作成し、dv-data、dh-
dataとする。
FIG. 9 shows a vertical / horizontal high frequency signal generation circuit DVD.
It is a block diagram of H36. As shown in FIG. 9, the signal generating circuit 36 includes a first two-dimensional spatial filter 32 and a second two-dimensional spatial filter 32.
Dimensional space filter 33 and absolute value circuit ABS 35a,
35b mainly, and each of the signals D0H, D1
A second two-dimensional spatial filter 33, which is a high-pass filter in the vertical direction with respect to H, D2H, and D3H, and a first two-dimensional spatial filter 32, which is a high-pass filter in the horizontal direction, are used to display vertical images included in the image. And the horizontal high frequency component is output. Absolute value circuit A for the absolute value for the high frequency component
BS35b, created in 35b, dv - data, dh -
data.

【0046】図10は垂直/水平色差信号ミックス回路
CGMIX34のブロックの構成図である。前記垂直/
水平高域信号作成回路DVDH36より出力されたdh
-dataにより乗算器34-3,34-4で垂直色差信
号作成回路C-GV31の出力R−G(V),B−G
(V)のゲインが調整され、また、乗算器34-1,3
4-2で水平色差信号作成回路C-GV30の出力R−G
(H)、B−G(H)のゲインがdv-dataにより
調整される。これにより、R−G(V),B−G
(V),R−G(H),B−G(H)の周波数スペクト
ル上で前記図3で示したように、色偽信号の発生しない
部分のみが選択されることとなる。そして、各加算器F
A34-5,34-6によりR−G(V)とR−G(H)、
B−G(V)とB−G(H)が加算され、R−G,B−
Gが作成される。したがって、従来技術では抑圧できな
かった水平空間周波数軸上および垂直空間周波数軸上に
発生する色偽信号を抑圧することが可能となり、従来技
術にて色偽信号を抑圧するために必要であった水平1画
素あるいは垂直1画素の周期の空間周波数点にトラップ
特性を持つ光学フィルタが不要となることによって当該
光学フィルタによる高域周波数特性の減衰を防ぐことが
でき、水平あるいは垂直方向の解像度を従来方式の2倍
に拡大することが可能となる。
FIG. 10 is a block diagram of the vertical / horizontal color difference signal mixing circuit CGMIX34. Vertical /
Dh output from the horizontal high frequency signal generation circuit DVDH36
- vertical chrominance signal generating circuit in the multiplier 34-3,34-4 by data C - GV31 output R-G (V), B -G
The gain of (V) is adjusted, and the multipliers 34-1, 3
The output RG of the horizontal color difference signal generation circuit C - GV30 at 4-2
The gains of (H) and B-G (H) are adjusted by dv - data. As a result, R-G (V), BG
As shown in FIG. 3 on the frequency spectra of (V), R-G (H), and B-G (H), only the portion where the color false signal is not generated is selected. And each adder F
RG (V) and RG (H) by A34-5, 34-6,
BG (V) and BG (H) are added, and RG, B-
G is created. Therefore, it becomes possible to suppress the color false signal generated on the horizontal spatial frequency axis and the vertical spatial frequency axis, which could not be suppressed by the conventional technology, and it was necessary to suppress the color false signal by the conventional technology. By eliminating the need for an optical filter having a trap characteristic at a spatial frequency point of a period of one horizontal pixel or one vertical pixel, it is possible to prevent the attenuation of the high frequency characteristic by the optical filter, and the resolution in the horizontal or vertical direction is reduced to the conventional one. It is possible to expand to twice the size of the system.

【0047】次に本発明の実施形態2に係る単板カラー
ビデオカメラを説明する(請求項3に相当)。この実施
形態2のビデオカメラは、前記実施形態1にかかる垂直
水平高域信号作成回路36(図9に示される)に代えて
図11に示す垂直水平高域信号作成回路38を用いたも
のである。その他の構成は前記実施形態1と同様であ
り、同一部分に同一の符号を付して説明を略する。
Next, a single-plate color video camera according to the second embodiment of the present invention will be described (corresponding to claim 3). The video camera of the second embodiment uses a vertical / horizontal high frequency signal generation circuit 38 shown in FIG. 11 in place of the vertical / horizontal high frequency signal generation circuit 36 (shown in FIG. 9) according to the first embodiment. is there. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

【0048】図11に示すように、ホワイトバランス回
路8出力のD0H,1水平走査期間の遅延回路9,1
0,11出力のD1H,D2H,D3Hの信号に対して
第2の2次元空間フィルタ(垂直方向の高域通過フィル
タ)33と第1の2次元空間フィルタ(水平方向の高域
通過フィルタ)32により、画像に含まれる垂直および
水平方向の高域成分を出力する。その高域成分に対して
絶対値を絶対値回路ABS35b,35aにて作成す
る。
As shown in FIG. 11, the delay circuits 9 and 1 for the D0H, 1 horizontal scanning period of the output of the white balance circuit 8 are provided.
A second two-dimensional spatial filter (vertical high-pass filter) 33 and a first two-dimensional spatial filter (horizontal high-pass filter) 32 for D1H, D2H, and D3H signals of 0 and 11 outputs. Thus, the vertical and horizontal high frequency components included in the image are output. Absolute values for the high frequency components are created by the absolute value circuits ABS 35b and 35a.

【0049】そして、前記絶対値回路ABS35a,3
5bの出力に対して乗算器38-4,38-9にて加算比を
外部からコントロールするための係数dvgain38
-5,dhgain38-10を掛ける。更に、加算器FA
38-7,38-12にて高域周波数に対する感度を調節す
るための係数dvofst38-6,dhofst38-11
が加算される。加算器FA38-7,38-12の出力は、
加算器FA38-13にて加算される。除算器DIV38-
14,38-15にて加算器FA38-7,38−12の各出力
を加算器FA38-13の出力で割算する。前記除算器D
IV38-14,38-15の出力をdv-data,dh-
ataとする。
Then, the absolute value circuits ABS35a, 3
A coefficient dvgain38 for externally controlling the addition ratio by the multipliers 38-4 and 38-9 for the output of 5b.
-5, multiply by dhgain38-10. Furthermore, the adder FA
38-7 and 38-12 are coefficients dvofst38-6 and dhofst38-11 for adjusting the sensitivity to high frequency.
Is added. The outputs of the adders FA38-7 and 38-12 are
It is added by the adder FA38-13. Divider DIV38-
At 14, 38-15, the outputs of the adders FA38-7, 38-12 are divided by the output of the adder FA38-13. The divider D
Outputs of IV38-14, 38-15 are dv - data, dh - d
ata.

【0050】これにより、前記(7),(8)式と同様
に、dv-dataとdh-dataは加算すると常に1
となることから、 R−G=dv-data×R−G(H)+dh-data×R−G(V) (11) B−G=dv-data×B−G(H)+dh-data×B−G(V) (12) の式で作成されるR−G,B−Gのレベルに対するd
v,dhの絶対値の変動による影響をなくすことがで
き、輝度信号と色信号の比が一致し、画像の劣化を防ぐ
ことが出来る。
As a result, as in the equations (7) and (8), when dv -- data and dh -- data are added, they are always 1
Therefore, RG = dv - data * RG (H) + dh - data * RG (V) (11) BG = dv - data * BG (H) + dh - data * D with respect to the levels of R-G and B-G created by the formula of B-G (V) (12)
It is possible to eliminate the influence of the variation of the absolute values of v and dh, the ratio between the luminance signal and the color signal is matched, and it is possible to prevent the deterioration of the image.

【0051】[0051]

【発明の効果】請求項1および請求項2の発明によれ
ば、従来の方式では抑圧できなかった垂直空間周波数軸
上に発生する色偽信号を抑圧することが可能となり、従
来方式にて色偽信号を抑圧するために必要であった垂直
1画素の周期の空間周波数点にトラップ特性を持つ光学
フィルタが不要となることによって光学フィルタによる
高域周波数特性の減衰を防ぐことができ、水平および垂
直方向の解像度を従来方式の2倍に拡大することが可能
となる。
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to suppress the color false signal generated on the vertical spatial frequency axis, which cannot be suppressed by the conventional method, and the color can be suppressed by the conventional method. By eliminating the need for an optical filter having a trap characteristic at the spatial frequency point of the period of one vertical pixel, which was necessary for suppressing the false signal, it is possible to prevent the attenuation of the high frequency characteristic by the optical filter, The vertical resolution can be doubled as compared with the conventional method.

【0052】また、請求項3の発明によれば、輝度信号
と色信号の比が一致し、画像の劣化を防ぐことが出来
る。
According to the third aspect of the invention, the ratio of the luminance signal and the chrominance signal is the same, and the deterioration of the image can be prevented.

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

【図1】本発明の実施形態にかかる単板カラービデオカ
メラの回路構成図を示す。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a single-plate color video camera according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(j)は本発明に関する色信号の周波
数スペクトル特性図を示す。
2A to 2J are frequency spectrum characteristic diagrams of color signals according to the present invention.

【図3】本発明の光学ローパスフィルタのトラップ特性
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a trap characteristic of the optical low-pass filter of the present invention.

【図4】本発明の垂直方向の理論周波数有効帯域を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a theoretical frequency effective band in the vertical direction of the present invention.

【図5】水平色差信号作成回路の内部構成ブロック図で
ある。
FIG. 5 is an internal configuration block diagram of a horizontal color difference signal generation circuit.

【図6】図5の回路の信号タイミング説明図である。6 is a signal timing explanatory diagram of the circuit of FIG. 5;

【図7】垂直色差信号作成回路の内部構成ブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram of an internal configuration of a vertical color difference signal generation circuit.

【図8】図7の回路の信号タイミング説明図である。8 is a signal timing explanatory diagram of the circuit of FIG. 7. FIG.

【図9】垂直/水平高域信号作成回路の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a vertical / horizontal high frequency signal generation circuit.

【図10】垂直/水平色差信号ミックス回路の構成図で
ある。
FIG. 10 is a configuration diagram of a vertical / horizontal color difference signal mixing circuit.

【図11】実施形態2に係る垂直水平高域信号作成回路
の構成図を示す。
FIG. 11 is a configuration diagram of a vertical / horizontal high frequency signal generation circuit according to a second embodiment.

【図12】原色配列カラーフィルタのCCD撮像素子を
使用した従来の単板カラービデオカメラのシステム構成
例の回路図を示す。
FIG. 12 is a circuit diagram of a system configuration example of a conventional single-plate color video camera using a CCD image pickup device of a primary color array color filter.

【図13】ビデオカメラにて使用されるCCD撮像素子
の色フィルタの配列例の説明図を示す。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an arrangement example of color filters of a CCD image sensor used in a video camera.

【図14】(a)〜(f)はそれぞれ各画素ごとのスペ
クトルのキャリアの位置と位相を表した2次元スペクト
ル図である。
14A to 14F are two-dimensional spectrum diagrams showing the carrier position and phase of the spectrum of each pixel.

【図15】従来の光学ローパスフィルタの例の特性図で
ある。
FIG. 15 is a characteristic diagram of an example of a conventional optical low-pass filter.

【図16】図15のローパスフィルタの理論的有効帯域
の図である。
16 is a theoretical effective band diagram of the low-pass filter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズ 2 光学フィルタ 3 CCD撮像素子 4 CDS/AGC回路 5 ADコンバータ 6 ディジタル信号処理回路 7 黒レベルのクランプ回路 8 ホワイトバランス回路 9,10,11 1水平走査期間の遅延回路 12 輝度垂直LPF 13 輝度水平LPF 14 輝度γ補正回路 15 同期信号加算回路 16 色γ補正回路 18 色マトリックス回路 19 色差ゲイン調整回路 20 バースト信号ミックス回路 21 色変調回路 22,23 ノンインターレース→インターレース変換
回路 24 輝度信号端子 25 色信号端子 30 水平色差信号作成回路 31 垂直色差信号作成回路 32 第1の2次元空間フィルタ 33 第2の2次元空間フィルタ 34 垂直/水平色差信号ミックス回路 35a,35b 絶対値 36 垂直/水平高域信号作成回路 38 垂直/水平高域信号作成回路
1 lens 2 optical filter 3 CCD image pickup device 4 CDS / AGC circuit 5 AD converter 6 digital signal processing circuit 7 black level clamp circuit 8 white balance circuit 9, 10, 11 1 horizontal scanning period delay circuit 12 luminance vertical LPF 13 luminance Horizontal LPF 14 Luminance γ correction circuit 15 Sync signal addition circuit 16 Color γ correction circuit 18 Color matrix circuit 19 Color difference gain adjustment circuit 20 Burst signal mix circuit 21 Color modulation circuit 22, 23 Non-interlace → Interlace conversion circuit 24 Luminance signal terminal 25 colors Signal terminal 30 Horizontal color difference signal generating circuit 31 Vertical color difference signal generating circuit 32 First two-dimensional spatial filter 33 Second two-dimensional spatial filter 34 Vertical / horizontal color difference signal mixing circuit 35a, 35b Absolute value 36 Vertical / horizontal high frequency signal Creation circuit 3 Vertical / horizontal high-frequency signal generating circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学フィルタを含むレンズ部とCCD撮
像素子のカラーフィルタが(グリーンG、レッドR)、
(ブルーB、グリーンG)の順に垂直方向に並ぶ水平方
向2画素、垂直方向2画素の周期性を持つ色配列を有
し、CCDの光電変換素子により変換された信号を画素
単位で独立に出力する機能をもつCCD撮像素子とAD
コンバータとディジタル信号処理回路とDAコンバータ
より構成されるビデオカメラにおいて、 前記CCD撮像素子の配列で水平方向に隣り合う画素の
信号よりR−GおよびB−Gの水平色差信号を作成する
水平色差信号作成回路と、 前記配列で垂直方向に隣り合う画素の信号よりR−Gお
よびB−Gの垂直色差信号を作成する垂直色差信号作成
回路と、 画像信号の輝度信号成分に対して水平空間周波数におけ
る高域通過特性を有する第1の2次元空間フィルタと、 前記輝度信号成分に対して垂直空間周波数における高域
通過特性を有する第2の2次元空間フィルタと、 前記の各色差信号作成回路より出力された2種類の色差
信号を所定の加算比にしたがって加算する演算回路と、 前記第1および第2の2次元空間フィルタの出力信号値
に基づき、前記演算回路の加算比を算出する加算比算出
回路とを有することを特徴とする単板カラービデオカメ
ラ。
1. A lens unit including an optical filter and a color filter of a CCD image sensor (green G, red R),
(Blue B, Green G) has a color array with a periodicity of 2 pixels in the horizontal direction and 2 pixels in the vertical direction arranged in the vertical direction in order, and outputs the signals converted by the photoelectric conversion elements of the CCD independently in pixel units. CCD image sensor with the function to perform and AD
In a video camera including a converter, a digital signal processing circuit, and a DA converter, a horizontal color difference signal for creating horizontal color difference signals of RG and BG from signals of pixels which are horizontally adjacent to each other in the array of CCD image pickup devices. A generation circuit, a vertical color difference signal generation circuit that generates R-G and B-G vertical color difference signals from signals of vertically adjacent pixels in the array, and a horizontal spatial frequency for a luminance signal component of an image signal. A first two-dimensional spatial filter having a high-pass characteristic, a second two-dimensional spatial filter having a high-pass characteristic at a vertical spatial frequency with respect to the luminance signal component, and output from each color difference signal generation circuit An arithmetic circuit for adding the generated two types of color difference signals according to a predetermined addition ratio, and output signal values of the first and second two-dimensional spatial filters Based, single-chip color video camera, characterized in that it comprises an addition ratio calculating circuit for calculating the addition ratio of the arithmetic circuit.
【請求項2】 演算回路は、R−GおよびB−Gのそれ
ぞれの水平色差信号と垂直色差信号とを加算するもので
あり、 加算比算出回路は、第1の2次元空間フィルタから出力
される水平方向の高域成分信号に基づき前記垂直色差信
号の加算割合を求め、かつ、第2の2次元空間フィルタ
から出力される垂直方向の高域成分信号に基づき前記水
平色差信号の加算割合を求めるようになっていることを
特徴とする請求項1に記載の単板カラービデオカメラ。
2. An arithmetic circuit adds the horizontal color difference signal and the vertical color difference signal of each of R-G and B-G, and the addition ratio calculation circuit outputs from the first two-dimensional spatial filter. Based on the horizontal high-frequency component signal, the addition ratio of the vertical color difference signal is calculated, and the horizontal color-difference signal addition ratio is calculated based on the vertical high-frequency component signal output from the second two-dimensional spatial filter. The single-panel color video camera according to claim 1, wherein the single-panel color video camera is sought.
【請求項3】 加算比算出回路は、第1の2次元空間フ
ィルタから出力される水平方向の高域成分の絶対値デー
タdhと第2の2次元空間フィルタから出力される垂直
方向の高域成分の絶対値データdvとに基づき、加算比
について、水平色差信号の加算割合を次式のdv-da
taで設定し、 【数1】 かつ、垂直色差信号の加算割合を次式のdh-data
で設定し、 【数2】 dv-dataとdh-dataの和が1になるようにし
たことを特徴とする請求項2に記載の単板カラービデオ
カメラ。
3. The addition ratio calculation circuit is configured such that the absolute value data dh of the horizontal high frequency component output from the first two-dimensional spatial filter and the vertical high frequency output from the second two-dimensional spatial filter. Based on the absolute value data dv of the components, the addition ratio of the horizontal color difference signals is calculated by the following expression as dv - da
Set with ta, and In addition, the addition ratio of the vertical color difference signals is calculated by the following formula: dh - data
Set with, and The single-chip color video camera according to claim 2, wherein the sum of dv - data and dh - data is set to 1.
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