JPH1155680A - ビデオカメラシステム - Google Patents
ビデオカメラシステムInfo
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- JPH1155680A JPH1155680A JP9205991A JP20599197A JPH1155680A JP H1155680 A JPH1155680 A JP H1155680A JP 9205991 A JP9205991 A JP 9205991A JP 20599197 A JP20599197 A JP 20599197A JP H1155680 A JPH1155680 A JP H1155680A
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- signal
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Abstract
の特性を(2π/2T)近くまで広げた場合、有彩色の
被写体にて折り返しひずみが発生し画質を大きく劣化さ
せていた。 【解決手段】 折り返しひずみの発生しない狭帯域輝度
信号と、無彩色被写体およびホワイトバランスが最適に
調整されている場合に高解像度が得られる高帯域輝度信
号の加算比を、被写体の着色量にしたがって調整するこ
とにより、画像の無彩色部分では高解像度の輝度信号、
有彩色の部分では折り返しひずみの無い輝度信号を得る
ことが出来、画像全体として高解像度で折り返しひずみ
による画質劣化の少ない画像を得ることが出来るもので
ある。
Description
用いた単板カラービデオカメラに関するものである。
CCD撮像素子を使用したカメラシステムの構成を示
す。
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、CC
D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。
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。
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、(24),(25)の端子から出力される。
ベルクランプ回路であるLCLIP(7)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。
水平走査期間の遅延回路である1HDL(9),(1
0),(11)により同時化される。
(10),(11)の出力信号に対して、CCD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
フィルタYVLPF(12)がかけられた後、水平低域
通過フィルタYHLPF(13)により水平方向の色信
号キャリア成分が取り除かれる。
路YGAM(14)にてガンマ補正されて、同期信号加
算回路であるSYNCMIX(15)にて同期信号が加
算される。
(8),(9),(10)の各出力に対してガンマ補正
が色γ補正回路CGAM(17)にてかけられた後、色
差信号作成回路であるC−G(18)のブロックで垂直
方向に隣接するR/G、およびB/GによりR−G,B
−Gが作成される。
−G信号に対してマトリックスMATRIX(22)に
て色差マトリックス演算がおこなわれ、R−Y,B−Y
が作成される。
N(23)ブロックにてゲイン調整が行われた後、バー
スト・フラグ・ミックス回路であるBFMIX(24)
にてバースト信号データが重畳され、CMOD(25)
にて色信号変調される。
ーレースされていないため、INTRCONV(2
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。
号を作成するためにホワイトバランスのとれたRGB各
画素信号に対して垂直低域フィルタYVLPF(12)
と水平低域フィルタYHLPF(13)を使用するが、
このとき水平解像度をできるかぎり確保するために、ナ
イキストのサンプリング定理に基づき画素周波数の2分
の1の帯域近くまで通過域となるようなフィルタを構成
する。
ルを示したものが図3である。
の各色フィルタの信号値、図3(b)はこの場合の輝度
信号スペクトル、図3(c)はRに対してGBの成分が
少ない被写体を撮像した場合の各色フィルタの信号値、
図3(d)はこの場合の輝度信号スペクトル、図3
(e)はRのみの成分を持つ被写体を撮蔵した場合の各
色フィルタの信号値、図3(f)はこの場合の輝度信号
スペクトルである。
であって かつホワイトバランスが取れている時は色フ
ィルタのRGB各画素信号値は、画像の各画素位置での
輝度信号値を真に示している。
スペクトルは水平画素周期をTとすると、(2π/T)
の整数倍の周波数を中心に輝度信号スペクトルが発生す
る。
であり、折り返しひずみのない信号帯域は(1)の範囲
となる。また、輝度信号を作成するための水平低域フィ
ルタYHLPFの帯域は図の(2)で表されている。
信号となった場合、画素のサンプリング位置は水平方向
に2T周期となる。これにより、画像の水平方向の周波
数スペクトルは(2π/2T)の整数倍の周波数を中心
に輝度信号スペクトルが発生する。
域フィルタYHLPFを使用すると、(6)に示すよう
な(2π/2T)に発生する成分(5)がベースバンド
域の信号の高域に重なり、これが折り返しひずみとなっ
て輝度偽信号が発生し、画質を劣化させることになる。
れた場合のように、GBに対してRの信号値が少し大き
い、すなわちR/GあるいはB/Gの比が1からすこし
離れた値のときは、図3(d)の周波数スペクトルに示
すように、GBとRの信号値の差にしたがって(2π/
2T)に発生する成分(3)の量は変化し、同様に折り
返しひずみ(4)の量も変化する。
ためにYHLPFの特性を(2π/2T)近くまで広げ
た場合、有彩色の被写体にて折り返しひずみが発生し画
質を大きく劣化させてしまうことになる。また、この折
り返しひずみはRとGBの信号値の差あるいはBとRG
との信号値の差が大きくなるほど顕著に現れることが分
かる。
ためにYHLPFの帯域を狭くする方法も考えられる
が、解像度が十分得られずボケた画像になり高画質の画
像を得ることが出来ない。
カメラのCCD撮像素子の色フィルタ配列を(グリー
ン、レッド)、(ブルー、グリーン)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
色配列をとし、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
素子を用いたカラービデオカメラシステムにおいて、水
平空間周波数帯域が広い輝度信号を作成する手段と、水
平空間周波数帯域が狭い輝度信号を作成する手段と、色
差信号R−GとB−Gのそれぞれの信号値を規格化した
後、それぞれの2乗和を作成する手段と、その2乗和の
値にしたがって水平広帯域輝度信号と水平狭帯域輝度信
号の加算比を変化させる乗算器と加算器を有することに
より、当該CCDの色フィルタ配列に起因するところの
有彩色の被写体あるいはホワイトバランスがずれた場合
に発生する折り返しひずみによる輝度成分の画質劣化を
防ぐことを目的とするものであり、折り返しひずみの発
生しない狭帯域輝度信号と、無彩色被写体およびホワイ
トバランスが最適に調整されている場合に高解像度が得
られる高帯域輝度信号の加算比を、被写体の着色量にし
たがって調整することにより、画像の無彩色部分では高
解像度の輝度信号、有彩色の部分では折り返しひずみの
無い輝度信号を得ることが出来、画像全体として高解像
度で折り返しひずみによる画質劣化の少ない画像を得る
ことが出来ることを特徴とするビデオカメラである。
周波数スペクトル特性を示す。図4の(a)はYHLP
Fにより作成される高帯域の輝度信号のスペクトルであ
り、有彩色被写体の場合に折り返しひずみを含んだもの
である。
いて、RGB各色ごとに分離してそれぞれに(2π/4
T)以下の帯域をもつ低域フィルタ(3)にて補間処理
をし、さらに YL=0.30×R+0.59×G+0.11×B の加算比にて作成した低域輝度信号のスペクトル(2)
であり、折り返しひずみを含んでいない。
よびB/Gの比が共に1となり、このとき(a)の(2
π/2T)の周波数を中心に発生する折り返し成分
(4)は0であり、有彩色の被写体ではR/Gあるいは
B/Gの比が1から遠ざかるに従ってこの成分(4)が
大きくなる。
さに関する係数を求め、色が薄い時はスペクトル(a)
の成分を増やして解像度の高い輝度信号を作成し、色が
濃い時は折り返しひずみのないスペクトル(b)の低域
輝度信号の成分を増やすようにして両方の輝度信号成分
の和により輝度信号を作成する。
の周波数スペクトルを(c)、(d)、(e)に示す。
(c)は無彩色すなわちR/GおよびB/Gの比が共に
1である被写体での輝度信号、(e)は有彩色でR/G
あるいはB/Gの比が1から大きく離れている場合の輝
度信号のスペクトル、(d)はその中間的な比の場合の
スペクトルである。
従って解像度は低下するが折り返しひずみは非常に少な
くなることがわかり、画質劣化の少ない画像が得られる
ことになる。
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、
(27),(28)の端子から出力される。
LIP(7)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。
水平走査期間の遅延回路である1HDL(9),(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。
(10),(11)の出力信号に対して、CCD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
フィルタYVLPF(12)がかけられた後、広帯域の
水平低域通過フィルタYHLPF(13)により水平方
向の色信号キャリア成分が取り除かれる。
(8),(9),(10)の各出力に対してガンマ補正
が色γ補正回路CGAM(17)にてかけられた後、C
−G(18)ブロックで垂直方向あるいは水平方向に隣
接するR、G、およびBによりR−G,B−Gが作成さ
れる。
は、マトリックスMATRIX(22)にて色差マトリ
ックス演算がおこなわれ、R−Y,B−Yが作成され
る。色差信号データR−Y,B−YはCGAIN(2
3)ブロックにてゲイン調整が行われた後、BFMIX
(24)にてバースト信号データが重畳され、CMOD
(25)にて色信号変調される。
狭帯域輝度信号作成回路YL(19)ブロックに入力さ
れて低域の輝度信号が作成される。さらに、C−G(1
8)の出力である色差成分R−G/B−G信号により輝
度信号加算比演算回路YH/YLGAIN(20)ブロ
ックにてYHLPF(13)の広帯域輝度信号出力とY
L(19)の狭帯域輝度信号出力の加算比の値を作成す
る。YHLPF(13)の広帯域輝度信号出力とYL
(19)の狭帯域輝度信号出力は輝度信号加算回路YH
/YLMIX(21)にてYH/YLGAIN(20)
の出力値により各々係数倍された後 加算されて、輝度
信号が作成される。
補正回路YGAM(14)にてガンマ補正され、その後
同期信号加算回路SYNCMIX(15)にて同期信号
が加算される。
ーレースされていないため、INTRCONV(1
6),(26)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。
を説明した図を示す。このブロックではYVLPF(1
2)の出力信号に対して広帯域の低域通過フィルタを通
し、広帯域輝度信号を出力する。そのフィルタの周波数
特性の例を(B)に示す。
ルタにより構成される。
ある。色γ補正回路CGAM(17)から出力されたD
0H,D1H,D2Hの信号データは(B)のタイミン
グ図の(a),(b),(c)のようになる。
算器(1)にて加算され(d)の信号となる。(2),
(3)のセレクタにより水平走査期間ごとに(d)ある
いは(b)の信号が選択され、(2)の出力(e)はR
/Gの画素信号をもつライン、(3)の出力(f)はB
/Gの画素信号をもつラインのみが出力される。
によりR画素信号がセレクタ(4)の出力に、B画素信
号がセレクタ(5)に、G画素信号がセレクタ(6)に
出力される。
タが存在しないのでデータの無い画素位置には0を挿入
する。この出力信号を(g),(h),(i)に示す。
(g),(h),(i)の信号は(10),(11),
(12),(16),(17),(18)の加算器と
(7),(8),(9),(13),(14),(1
5)の1画素クロック分の遅延回路により構成される水
平低域通過フィルタにて補間され(j),(k),
(l)の信号になる。
す。(C)の特性によりRGB各色信号の帯域は(2π
/4T)に制限されており、折り返しひずみの成分をほ
とんど含まない。
RGB信号に対して YL=0.30×R+0.59×G+0.11×B の加算比にて狭帯域輝度信号(m)を作成する。この演
算を(19),(20),(21)の乗算器および、
(22),(23)の加算器にて行う。
GAIN(20)の詳細図である。
(2)の割算器にて入力R−G、B−G信号(a),
(b)は係数R−Gmax、B−Gmaxにより規格化
される。この出力(c),(d)は乗算器(3),
(4)により、2乗される。
(5)にて加算され、狭帯域輝度信号YLのゲインを示
す係数YLgainとなる。また、符号変換器(6),
加算器(7)のブロックにて(g)の値を1から減ずる
ことにより、広帯域輝度信号のゲインを示す係数YHg
ainを作成する。
差ベクトル図である。画像の中で、無彩色の領域の画素
の場合、このベクトル図の中心点(a)となり、色の濃
さが増すにつれて円(b)で示す位置に色差ベクトルが
移動する。
よびB−Gの信号を規格化したのち、それぞれの値を2
乗すると、(C)図に示すように、ベクトル図の中心点
(a)にて0、周辺に行くにしたがって1に近づく放物
面上の特性が得られる。これを狭帯域輝度信号の加算係
数YLgainとし、また、 YHgain=1−YLgain とすることで、広帯域輝度信号の加算係数YHgain
を作成する。
(21)の詳細図である。YHLPF(13)出力がY
H入力(a)として入力され、YL(19)出力がYL
入力(b)につながる。また、YH/YLGAIN(2
0)の出力YHgain,Ylgainがそれぞれ
(c),(d)として入力される。
る。このときYH/YLGAIN(20)のブロックの
処理内容から、常に YHgain+YLgain=1 が成立つことから、直流成分はYHgain、YLga
inの値が変化しても一定であり、加算係数の変化によ
る輝度信号の変動は生じず、高域周波数成分のみが変化
することになる。
の方法では高解像度の輝度信号を得ようとすると有彩色
にて折り返しひずみが生じ画質が劣化したり、また、折
り返しひずみの発生しない狭帯域輝度信号を使用すると
鮮鋭感のない画像しか得られなかった問題を改善し、鮮
鋭感があってかつ有彩色の画像領域での折り返しひずみ
による画質劣化のない画像を得ることが出来る。
す。
クトル変化の説明図である。
域通過フィルタ回路の構成を示す。
路) 12 YVLPF(輝度垂直LPF) 13 YHLPF(広帯域水平低域通過フィルタ) 14 YGAM(輝度γ補正回路) 15 SYNCMIX(同期信号加算回路) 16,26 INTRCONV(ノンインターレス→イ
ンターレース変換回路) 17 CGAM(色γ補正回路) 18 C−G(色差信号作成回路) 19 YL(狭帯域輝度信号作成回路) 20 YH/YLGAIN(輝度信号加算比演算回路) 21 YH/YLMIX(輝度信号加算回路) 22 MATRIX(色マトリックス回路) 23 CGAIN(色差ゲイン調整回路) 24 BFMIX(バースト信号ミックス回路) 25 CMOD(色変調回路)
Claims (1)
- 【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、レッド)、
(ブルー、グリーン)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、C
CD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、 水平空間周波数帯域が広い輝度信号を作成する手段と、 水平空間周波数帯域が狭い輝度信号を作成する手段と、 色差信号R−GとB−Gのそれぞれの信号値を規格化し
た後、それぞれの2乗和を作成する手段と、その2乗和
の値にしたがって水平広帯域輝度信号と水平狭帯域輝度
信号の加算比を変化させる乗算器と加算器を有すること
を特徴とするビデオカメラシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20599197A JP3410638B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | ビデオカメラシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20599197A JP3410638B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | ビデオカメラシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1155680A true JPH1155680A (ja) | 1999-02-26 |
JP3410638B2 JP3410638B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=16516103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20599197A Expired - Fee Related JP3410638B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | ビデオカメラシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3410638B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6826302B2 (en) | 2000-05-12 | 2004-11-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Luminance correction of colorless low saturation regions using correction constants calculated from color saturation values |
JP2010119081A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-05-27 | Ricoh Co Ltd | 動画像処理装置およびそれを用いたビデオカメラ装置 |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP20599197A patent/JP3410638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6826302B2 (en) | 2000-05-12 | 2004-11-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Luminance correction of colorless low saturation regions using correction constants calculated from color saturation values |
JP2010119081A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-05-27 | Ricoh Co Ltd | 動画像処理装置およびそれを用いたビデオカメラ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3410638B2 (ja) | 2003-05-26 |
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Legal Events
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