JPH1155695A

JPH1155695A - レジストレーション誤差および色収差を測定する方法および装置

Info

Publication number: JPH1155695A
Application number: JP10135781A
Authority: JP
Inventors: Lee Dischert; ディスチャートリー; Robert J Topper; ジェイ．トッパーロバート; Thomas J Leacock; ジェイ．リーコックトーマス
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-02-26
Also published as: EP0878970A3; CN1200625A; US20010030697A1; CN1225129C; EP0878970A2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光学系におけるミスアラインメントまたは側
方色収差に起因する様々な色画像のレジストレーション
および色収差を測定する方法、装置を提供する。【解決手段】ミスアラインされたエッジとして現れる
第１及び第２の色信号について（ａ）第１の色信号の第
１のＮ個のサンプルの組及び第２の色信号の第２のＮ個
のサンプルの組を選択する（Ｎは２よりも大きい整数）
ステップと、（ｂ）第１の色信号のサンプルの組を分析
して、該画像のエッジを表すＭ個のサンプル（ＭはＮよ
りも小さい整数）を含むかどうかを判断し、第１のサン
プルの組がエッジを表すＭ個のサンプルを含むと判断さ
れると、第１及び第２のサンプルの組を格納するステッ
プと、（ｃ）格納された第１のサンプルの組を、第２の
サンプルの組と比較して、第１のサンプルの組のＭ個の
サンプルと、第２のサンプルの組のＭ個の対応するサン
プルとの間の変位を決定するステップとを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は概してカラーテレビ
カメラに関し、具体的には、ライブビデオ内容を有する
ビデオ画像における色収差誤差および線形レジストレー
ション誤差を検出および測定するためのシステムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラシステムでは、シーンから
の光が、レンズ系を通して結像され（image）、プリズ
ムによって、シーンの赤色光成分、緑色光成分および青
色光成分をそれぞれ表す３つの成分に分離される。典型
的には、これらの結像装置（imager）は、製造プロセス
において注意深く整列される。

【０００３】しかし、結像装置が完璧に整列されても、
レンズ系を通した色収差により、画像の異なる色成分が
ミスアラインされているように見える。色収差は、レン
ズで生じる。異なる周波数の光が異なる速度でレンズ系
を通って移動するためである。色収差は、画像のエッジ
付近で特に顕著である。従来、カメラ結像装置のレジス
トレーションは、所定の波形の線形の組合せを加えて、
カメラのレジストレーション誤差を最良に近似すること
によって達成されてきた。これらの波形についての重み
付け係数は、典型的には、技術者によって入力される。
技術者は、カメラをテストチャートに向けている間に、
異なる波形の変化量を加える。これらの波形は、撮像装
置（imaging device）に与えられる偏向信号を変更し
て、様々な装置によって与えられる信号を整列させるた
めに用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の手動によるアプ
ローチおよび多数の自動的なアプローチでは、典型的に
は、オンエア補正のために用いられるテストデータセッ
トを構成するために、較正チャートを使用しなければな
らない。カメラをテストチャートに向けている間、最適
な調整の組に自動的に収束する自動レジストレーション
システムが開発されている。これらのシステムは、典型
的には、各画像ピックアップ装置からテストチャートの
画像をキャプチャし、結果として得られたビデオ波形の
位相あるいは時間変位を、他の画像ピックアップ装置に
よって生成されたビデオ画像と比較することによって、
各画像ピックアップ装置についての補正波形を作り出
す。

【０００５】これらの調整は、典型的には、オンエア前
の通常のカメラセットアップ手順の一部分として行われ
る。しかし、時間が経過すると、温度または電圧の変化
のため、あるいは、電気回路におけるドリフトのため、
レジストレーションが変化し得る。そのため、カメラ
を、オフエアにして（taken off air）、レジストレー
ションを再調整しなければならない。

【０００６】ズーム、フォーカス、および虹彩の調整を
考慮する場合、これらの調整はレンズの色収差補正のた
めのものでなければならないため、レジストレーション
データセットあるいはレンズ設定のすべての可能な組合
せを作るために、非常に面倒で時間のかかるセットアッ
プ手順が必要とされ得る。

【０００７】別のアプローチはオンエア測定を用いるも
のであり、このアプローチでは、ラスタを多数のゾーン
に分割し、その後、これらのゾーンの各々について誤差
が検出されると、その誤差をメモリに格納する。補正波
長は、データが利用可能になると更新される。この方法
は、カメラをセットアップする問題点は解決するもの
の、様々なズームフォーカスおよび虹彩の調整のすべて
の場合について各ゾーンのすべての誤差を格納するため
に比較的大きなメモリが必要である。このタイプの自動
レジストレーション補正システムは、「Automatic On-A
ir RegistrationSystem and Method for Color T.V. Ca
mera」と題された米国特許第４，５００，９１６号に記
載されている。本明細書において、この米国特許の、レ
ジストレーション誤差の自動補正に関する教示を参考と
して援用する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の一局面によれ
ば、ビデオ信号のレジストレーション誤差および色収差
を測定する方法であって、該ビデオ信号は、少なくとも
第１および第２の色信号として表され、該レジストレー
ション誤差および色収差は、該ビデオ信号から再生され
た画像の該第１および第２の色信号のミスアラインされ
たエッジとして現れ、該方法は、（ａ）該第１の色信号
の第１のＮ個のサンプルの組および該第２の色信号の第
２のＮ個のサンプルの組を選択する（ここで、Ｎは２よ
りも大きい整数である）ステップと、（ｂ）該第１の色
信号の該サンプルの組を分析して、該第１のサンプルの
組が、該画像のエッジを表すＭ個のサンプル（ここで、
ＭはＮよりも小さい整数である）を含むかどうかを判断
し、該第１のサンプルの組がエッジを表すＭ個のサンプ
ルを含むと判断されると、該第１および第２のサンプル
の組を格納するステップと、（ｃ）該格納された第１の
サンプルの組を、該格納された第２のサンプルの組と比
較して、該第１のサンプルの組の該Ｍ個のサンプルと、
該第２のサンプルの組のＭ個の対応するサンプルとの間
の変位を決定するステップとを包含する。これにより、
上記目的が達成される。該ステップ（ａ）は、該第１の
サンプルの組と該第２のサンプルの組との間の色バラン
スの測定値（measure）を計算するステップと、該色バ
ランスの測定が、所定の範囲内にない値を有する場合、
該第１および第２のサンプルの組を捨てるステップとを
さらに包含してもよい。

【０００９】該第１および第２のサンプルの組は、該画
像のラインの画素（ピクセル）を表し、該ステップ
（ａ）は、該第１の色信号の第３および第４のサンプル
の組を選択するステップをさらに包含し、該第３および
第４のサンプルの組の中のサンプルの各々は、該第１の
サンプルの組のそれぞれの画素にすぐ隣接するピクセル
に対応し、該ステップ（ａ）は、該第１、第３および第
４のサンプルの組を分析して、該第１のサンプルの組
が、該画像の該ラインに平行なエッジに隣接するか、あ
るいは該画像の該ラインに斜めに交差するエッジを表す
かを判断するステップと、該第１のサンプルの組が、該
平行なエッジに隣接する場合、あるいは該斜めのエッジ
を表す場合、該第１、第２、第３および第４のサンプル
の組を捨てるステップとをさらに包含してもよい。

【００１０】Ｍは２に等しく、該ステップ（ｂ）は、該
第１のサンプルの組のサンプルのうちの連続するサンプ
ル間の差の値を計算するステップと、該計算された差の
値の各々を、エッジ閾値と比較するステップと、該計算
された差の値のいずれかが該エッジ閾値よりも大きけれ
ば、該サンプルの組がエッジを表すことを示すステップ
とを包含してもよい。

【００１１】該ステップ（ｃ）は、該格納された第１の
サンプルの組と、該格納された第２のサンプルの組との
間の相互相関を行い、該第１および第２のサンプルの組
のそれぞれのエッジの間の、最も近いサンプル間距離へ
の粗変位を識別するステップと、該格納された第１のサ
ンプルの組からＭ個のサンプルを選択し、且つ、該格納
された第２のサンプルの組からＭ個の対応するサンプル
を選択するステップとを包含し、該第２の組からのサン
プルの各々は、該第１の組のそれぞれのサンプルから、
識別された変位分だけ変位されており、該ステップ
（ｃ）は、該第１および第２のサンプルの組の各組のＭ
個のサンプルの中の連続するサンプル間に、Ｓ個のサン
プル（ここで、Ｓは整数である）を補間するステップ
と、該第１および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個
のもとのサンプルと、補間されたサンプルとの間の相互
相関を行い、該第１のサンプルの組と該第２のサンプル
の組との間の微変位であって、該第１のサンプルの組の
Ｍ個のサンプルの中心のサンプルから該もとのサンプル
までの１つのサンプル間距離よりも小さい微変位を識別
するステップと、該粗変位と該微変位とを組み合わせ
て、該ビデオ信号の該レジストレーション誤差および色
収差誤差の測定値を得るステップとをさらに包含しても
よい。

【００１２】該ステップ（ｃ）は、該格納された第１の
サンプルの組と、該格納された第２のサンプルの組との
間の相互相関を行い、該第１および第２のサンプルの組
のそれぞれのエッジの間の、最も近いサンプル間距離へ
の粗変位を識別し、該相互相関で考慮される各変位での
相関値を格納するステップと、識別された変位に対応す
る相関値を含む該格納された相関値のうちの少なくとも
３つの相関値を選択するステップと、該選択された相関
値に放物曲線を適合するステップと、該放物曲線の最大
点を微変位として判断するステップと、該粗変位と該微
変位とを組み合わせて、該ビデオ信号の該レジストレー
ション誤差および色収差誤差の測定値を得るステップと
を包含してもよい。

【００１３】該ステップ（ｃ）は、該格納された第１の
サンプルの組と該格納された第２のサンプルの組との間
のそれぞれ異なる変位について、該格納された第１のサ
ンプルの組のＭ個のサンプルと、該格納された第２のサ
ンプルの組のＭ個のサンプルとの間のそれぞれの絶対差
の合計の測定値を生成するステップと、粗変位を、他の
すべての絶対差の測定値の合計と等しいかあるいはそれ
よりも小さい、絶対差の測定値の合計として識別するス
テップと、該格納された第１のサンプルの組からＭ個の
サンプルを選択し、且つ、該格納された第２のサンプル
の組からＭ個の対応するサンプルを選択するステップと
を包含し、該第２の組からのサンプルの各々は、該第１
の組のそれぞれのサンプルから該粗変位の分だけ変位さ
れており、該ステップ（ｃ）は、該第１および第２のサ
ンプルの組の各組のＭ個のサンプルの中の連続するサン
プルの間に、Ｓ個のサンプル（ここで、Ｓは整数であ
る）を補間するステップと、該第１および第２のサンプ
ルの組のそれぞれのＭ個のもとのサンプルとＳ個の補間
されたサンプルとの間の相互相関を行い、該第１のサン
プルの組と該第２のサンプルの組との間の微変位であっ
て、該第１のサンプルの組のＭ個のサンプルの中心のサ
ンプルから該もとのサンプルまでの１つのサンプル間距
離よりも小さい微変位を識別するステップと、該粗変位
と該微変位とを組み合わせて、該ビデオ信号の該レジス
トレーション誤差および色収差誤差を得るステップとを
さらに包含してもよい。

【００１４】該ステップ（ｃ）は、該格納された第１の
サンプルの組と該格納された第２のサンプルの組との間
のそれぞれの異なる変位について、該格納された第１の
サンプルの組のＭ個のサンプルと、該格納された第２の
サンプルの組のＭ個のサンプルとの間のそれぞれの絶対
差の合計の測定値を生成するステップと、粗変位を、他
のすべての絶対差の測定値の合計よりも小さいかあるい
はそれと等しい、絶対差の測定値の合計として識別する
ステップと、該粗変位に対応する測定値を含む絶対差の
合計の測定値のうちの少なくとも３つの測定値を選択す
るステップと、該選択した測定値に放物曲線を適合する
ステップと、該放物曲線の最小点を、該識別された変位
と組み合わせるべき部分サンプル間距離として判断し、
測定変位値を生成するステップとを包含してもよい。

【００１５】本発明の別の局面によれば、ビデオ信号の
レジストレーション誤差および色収差を測定するための
装置であって、該ビデオ信号は、少なくとも第１および
第２の色信号として表され、該レジストレーション誤差
および色収差は、該ビデオ信号から再生された画像の該
第１および第２の色信号のミスアラインされたエッジと
して現れ、該装置は、該第１の色信号の第１のＮ個のサ
ンプルの組および該第２の色信号の第２のＮ個のサンプ
ルの組を選択する（ここで、Ｎは２よりも大きい整数で
ある）手段と、ビデオメモリと、該第１の色信号の該サ
ンプルの組を分析して、該第１のサンプルの組が、該画
像のエッジを表すＭ個のサンプル（ここで、ＭはＮより
も小さい整数である）を含むかどうかを判断し、該第１
のサンプルの組がエッジを表すＭ個のサンプルを含むと
判断されると、該第１および第２のサンプルの組を格納
する手段と、該格納された第１のサンプルの組を、該格
納された第２のサンプルの組と比較して、該第１のサン
プルの組の該Ｍ個のサンプルと、該第２のサンプルの組
のＭ個の対応するサンプルとの間の変位を決定する手段
とを含む。これにより、上記目的が達成される。該選択
する手段は、該第１のサンプルの組と該第２のサンプル
の組との間の色バランスの測定値を計算する手段と、該
色バランスの測定値が、所定の範囲内にない値を有する
場合、該第１および第２のサンプルの組の該メモリへの
記憶を禁止する手段とをさらに含んでもよい。

【００１６】該第１および第２のサンプルの組は、該画
像のラインの画素（ピクセル）を表し、該選択する手段
は、該第１の色信号の第３および第４のサンプルの組を
選択する手段をさらに含み、該第３および第４のサンプ
ルの組の中のサンプルの各々は、該第１のサンプルの組
のそれぞれの画素にすぐ隣接するピクセルに対応し、該
選択する手段は、該第１、第３および第４のサンプルの
組を分析して、該第１のサンプルの組が、該画像の該ラ
インに平行なエッジに隣接するか、あるいは該画像の該
ラインに斜めに交差するエッジを表すかを判断する手段
と、該第１のサンプルの組が、該平行なエッジに隣接す
るか、あるいは該斜めのエッジを表すと判断された場
合、該第１、第２、第３および第４のサンプルの組の格
納を禁止する手段をさらに含んでもよい。

【００１７】Ｍは２に等しく、該分析する手段は、該第
１のサンプルの組のサンプルのうちの連続するサンプル
間の差の値を計算する手段と、該計算された差の値の各
々を、エッジ閾値と比較する手段であって、該計算され
た差の値のいずれかが該エッジ閾値よりも大きければ、
該サンプルの組がエッジを表すことを示す手段とを含ん
でもよい。

【００１８】該比較する手段は、該格納された第１のサ
ンプルの組と、該格納された第２のサンプルの組との間
の相互相関を行い、該第１および第２のサンプルの組の
それぞれのエッジの間の、最も近いサンプル間距離への
粗変位を識別する第１の相関手段と、該格納された第１
のサンプルの組からＭ個のサンプルを選択し、且つ、該
格納された第２のサンプルの組からＭ個の対応するサン
プルを選択する手段とを含み、該第２の組からのサンプ
ルの各々は、該第１の組のそれぞれのサンプルから、識
別された変位分だけ変位されており、該比較する手段
は、該第１および第２のサンプルの組の各組のＭ個のサ
ンプルの中の連続するサンプル間に、Ｓ個のサンプル
（ここで、Ｓは整数である）を補間する手段と、該第１
および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個のもとのサ
ンプルと、補間されたＳ個のサンプルとの間の相互相関
を行い、該第１のサンプルの組と該第２のサンプルの組
との間の微変位であって、該第１のサンプルの組のＭ個
のサンプルの中心のサンプルから該もとのサンプルまで
の１つのサンプル間距離よりも小さい微変位を識別する
第２の相関手段と、該粗変位と該微変位とを組み合わせ
て、該ビデオ信号の該レジストレーション誤差および色
収差誤差の測定値を得る手段とをさらに含んでもよい。

【００１９】該比較する手段は、該格納された第１のサ
ンプルの組と、該格納された第２のサンプルの組との間
の相互相関を行い、該第１および第２のサンプルの組の
それぞれのエッジの間の、最も近いサンプル間距離への
粗変位を識別し、該相互相関で考慮される各変位での相
関値を格納する手段と、識別された変位に対応する相関
値を含む該格納された相関値のうちの少なくとも３つの
相関値を選択する手段と、該選択された相関値に放物曲
線を適合する手段と、該放物曲線の最大点を微変位とし
て判断する手段と、該粗変位と該微変位とを組み合わせ
て、該ビデオ信号の該レジストレーション誤差および色
収差誤差の測定値を得る手段とを含んでもよい。

【００２０】該比較する手段は、該格納された第１のサ
ンプルの組と該格納された第２のサンプルの組との間の
それぞれ異なる変位について、該格納された第１のサン
プルの組のＭ個のサンプルと、該格納された第２のサン
プルの組のＭ個のサンプルとの間のそれぞれの絶対差の
合計の測定値を生成する手段と、粗変位を、他のすべて
の絶対差の測定値の合計と等しいかあるいはそれよりも
小さい、絶対差の測定値の合計として識別する手段と、
該格納された第１のサンプルの組からＭ個のサンプルを
選択し、且つ、該格納された第２のサンプルの組からＭ
個の対応するサンプルを選択する手段とを含み、該第２
の組からのサンプルの各々は、該第１の組のそれぞれの
サンプルから該粗変位の分だけ変位されており、該比較
する手段は、該第１および第２のサンプルの組の各組の
Ｍ個のサンプルの中の連続するサンプルの間に、Ｓ個の
サンプル（ここで、Ｓは整数である）を補間する手段
と、該第１および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個
のもとのサンプルとＳ個の補間されたサンプルとの間の
相互相関を行う手段であって、該第１のサンプルの組と
該第２のサンプルの組との間の微変位であって、該第１
のサンプルの組のＭ個のサンプルの中心のサンプルから
該もとのサンプルまでの１つのサンプル間距離よりも小
さい微変位を識別する手段と、該粗変位と該微変位とを
組み合わせて、該ビデオ信号の該レジストレーション誤
差および色収差誤差を得る手段とをさらに含んでもよ
い。

【００２１】該比較する手段は、該格納された第１のサ
ンプルの組と該格納された第２のサンプルの組との間の
それぞれの異なる変位について、該格納された第１のサ
ンプルの組のＭ個のサンプルと、該格納された第２のサ
ンプルの組のＭ個のサンプルとの間のそれぞれの絶対差
の合計の測定値を生成する手段と、粗変位を、他のすべ
ての絶対差の測定値の合計よりも小さいかあるいはそれ
と等しい、絶対差の測定値の合計として識別する手段
と、該粗変位に対応する測定値を含む絶対差の合計の測
定値のうちの少なくとも３つの測定値を選択する手段
と、該選択した測定値に放物曲線を適合する手段と、該
放物曲線の最小点を、該識別された変位と組み合わせる
べき部分サンプル間距離として判断し、測定変位値を生
成する手段とを含んでもよい。

【００２２】本発明は、カラービデオカメラにおいてレ
ジストレーションおよび色収差の誤差を自動的に補正す
るシステムのための誤差測定装置において実施される。
誤差測定装置は、２つの構成要素を含む。即ち、ビデオ
画像を受け取ると、これらのビデオ画像を分析し、これ
らの画像のエッジであると思われる部分の位置を特定す
るプリプロセッサと、サンプルの組のより詳細なテスト
を行い、すべてのレジストレーション誤差の大きさを決
定するマイクロプロセッサとである。プリプロセッサ
は、受け取った画像のエッジと思われる部分を識別し、
そのエッジの周りを囲む画素（ピクセル）をメモリに格
納する。メモリに格納されたピクセルは、ゾーン（例え
ば、３２個の水平方向のゾーン×８個の垂直方向のゾー
ン）によって識別される。格納されたビデオサンプル
は、マイクロプロセッサに送られ、マイクロプロセッサ
は、サンプルのより詳細なテストを行い、どのサンプル
の組がエッジ誤差を表すかを判断し、各々のサンプルの
組についてのエラーの大きさを決定する。マイクロプロ
セッサによって集められた情報は、他の回路によって、
レジストレーションおよび色収差の誤差に対する補正波
形を生成するために用いられる。

【００２３】これらの補正波形は、さまざまなレンズ状
態（例えば、ズーム、フォーカス、アパーチャ）につい
て格納される補間係数を計算するために用いられる。カ
メラがライブビデオ画像を生成しているとき、係数は補
間回路にダウンロードされる。補間回路は、オフセット
エッジを一緒に移動させて、誤差の大きさを低減する。
さらに、マイクロプロセッサは、ピクチャの様々なゾー
ンの誤整列されたエッジを表すサンプルに関する統計情
報を維持し、正確な誤差測定を得るためにより多くのサ
ンプルをとらなければならない異なるレンズ条件の各々
でのピクチャの任意の領域を識別する。システムは、カ
メラが動作している間リアルタイムで動作するように設
計される。システムは、カメラがビデオ画像を生成する
ために用いられるとき、新しい測定情報を集める。

【００２４】カラービデオカメラから得られたカラー画
像のレジストレーション誤差および色収差を検出および
測定するためのシステムは、カラー画像のそれぞれのゾ
ーンにおいてエッジを見出し、且つ、少なくとも２つの
色成分信号のうちの各々の色成分信号の画素を表すサン
プルの組を格納するエッジロケータを含む。マイクロプ
ロセッサは、格納されたサンプルの組を処理して、該２
つの色成分信号の対応するサンプル間の粗変位を識別す
る。そして、マイクロプロセッサは、該２つの色信号間
の微変位を決定する。粗変位は、２つのサンプルの組の
相互相関を行うことによって、あるいは、２つのサンプ
ルの組の対応するサンプル間の異なる変位について、２
つのサンプルの組の間の絶対差のそれぞれの合計を計算
することによって決定され得る。微変位は、識別された
エッジに最も近いサンプルを囲む第１のサンプルの組の
サンプルの間に介在するサンプルと、第１のサンプルの
組から粗変位分だけ変位された第２のサンプルの組のサ
ンプルの間に介在する補間されたサンプルとを補間し、
その後、結果として得られたもとのサンプルおよび介在
するサンプルの相互相関を行うことによって決定され
る。微変位はまた、もとのサンプル値の相互相関値かあ
るいは２つのサンプルの組について計算した絶対差値の
合計に、放物曲線を適合することによって決定され得
る。微変位は、粗変位に加算されるかあるいは粗変位か
ら減算され、サブピクセル解像度に対する、画像のレジ
ストレーョン誤差および／または色収差の測定値が得ら
れる。

【００２５】

【発明の実施の形態】添付の図面を参照しながら、好適
な実施形態についての以下の詳細な説明を考慮すること
により、本発明がより良く理解される。

【００２６】例示的なエッジ測定／処理システムを、図
１に示す。ビデオカメラにより、赤色、緑色および青色
ビデオ信号（ＲＧＢＩＮ）が、エッジ識別プロセッサ１
１０および補間装置１１８に与えられる。この例示的な
エッジ識別プロセッサ１１０は、画像全体を走査して、
エッジ情報を探す。エッジが識別されると、このエッジ
を水平方向に囲むピクセルを表すサンプルがメモリ１１
４に与えられる。マイクロプロセッサ１１２は、格納さ
れたサンプルを分析し、赤色、緑色および青色ビデオ信
号において、ミスアラインされた垂直方向のエッジ（水
平方向の遷移）に対応し得るサンプルの組を識別する。
マイクロプロセッサ１１２は、これらの識別したエッジ
を用いて、補正波形を生成し、これらの波形を表す係数
を補正メモリ１１６に格納する。補間装置１１８は、メ
モリ１１６から補正波形係数を取り出し、補正波形を赤
色および青色カラー信号に与えて、これらの赤色および
青色カラー信号を緑色カラー信号と整列させる。例示的
な補間装置１１８によって与えられる出力信号ＲＧＢＯ
ＵＴは、水平方向にレジストレーションされた赤色、緑
色および青色カラー信号である。

【００２７】例示的なエッジ測定システムは、ビデオ信
号において水平方向の遷移を表す画像のエッジの位置を
２つのステップで特定する。第１のステップで、エッジ
識別プロセッサ１１０は、画像を走査して、垂直方向の
遷移あるいは斜め方向の遷移に関連しない水平方向の信
号遷移を特定する。以下に説明する本発明の例示的実施
形態は、水平方向の遷移のみを処理する。垂直方向の遷
移（即ち、水平方向のエッジ）が、ミスレジストレーシ
ョンあるいは色収差誤差を示す場合、補間装置１１８に
よって与えられる出力信号を転置（transposed）メモリ
に与え、且つ、画像の垂直方向対水平方向のアスペクト
比（即ち、転置された画像の、より少ない水平方向ゾー
ンおよびより多い垂直方向ゾーン）を受け入れるための
変形を有する図１のシステムを複製することによって、
信号は垂直方向にも補正され得る。以下に説明する例示
的システムは、水平方向のビデオ信号遷移（画像の垂直
方向のエッジ）だけを処理する。１６×９のビデオ画像
では水平方向のスパンの方が大きいため、これらの遷移
における誤差は、垂直方向の信号遷移（画像の水平方向
のエッジ）における誤差よりも顕著である。

【００２８】エッジ識別プロセッサ１１０は、画像の水
平方向の信号遷移の各々についてのエッジ情報を格納す
るわけではない。ビデオ画像は、水平方向に３２ゾー
ン、垂直方向に８ゾーンの、合計２６５ゾーンに分割さ
れる。エッジ識別プロセッサ１１０は、これらのゾーン
のタリー（tally）と、得られたエッジ情報とをモニタ
する。定常状態動作では、タリーメモリ（図１には図示
せず）によって示されるゾーンのみについてエッジ情報
が格納され、不十分なエッジ情報を有する。タリーメモ
リは、マイクロプロセッサ１１２により、エッジ識別プ
ロセッサ１１０から受け取られる有効なサンプルの組に
基づいて維持される。

【００２９】一旦、画像中の検出されたエッジを表すピ
クセルの組がメモリ１１４に格納されると、マイクロプ
ロセッサ１１２は、以下に図７を参照して説明するよう
にこれらのサンプルの組を処理し得る。その処理によ
り、ミスアラインされた遷移に対応する組を識別し、赤
色および青色ビデオ信号を緑色ビデオ信号と整列させる
ために赤色および青色ビデオ信号に与えるべき補正を決
定する。一旦、エッジが識別され測定されると、赤色お
よび青色カラー信号は、「REGISTRATION CORRECTION WA
VEFORM DETERMINATION METHOD AND SYSTEM FOR A TELEV
ISION CAMERA」と題された本願の優先権主張の基礎とさ
れる米国特許出願と同時係属中の米国特許出願番号第０
８／８０７，５８４号に開示される装置および方法を用
いて補正され得る。本明細書では、この特許出願の、ビ
デオカメラにおける波形ミスアライメントおよび色収差
歪みの補正に関する教示を参考として援用する。

【００３０】図２は、図１に示すエッジ識別プロセッサ
１１０、マイクロプロセッサ１１２およびメモリ１１４
の詳細を示すブロック図である。エッジ識別プロセッサ
１１０は３つの構成要素を含む。即ち、エッジロケータ
２１０、メモリコントローラ２２０、およびタリーＲＡ
Ｍ２２４である。図２に示すように、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）および青色（Ｂ）ビデオ信号は、それぞれ１水平
ライン期間＋１６ピクセル期間（１６Ｐ）だけ遅延し
て、エッジロケータ２１０に与えられる。Ｇビデオ信号
はプロセッサ１１０に直接与えられるが、Ｒビデオ信号
およびＢビデオ信号については、そのうちの一方が、Ｒ
／ＢＳＥＬ信号に応答して、マルチプレクサ２２６によ
ってプロセッサ１１０に直接与えられる。Ｇビデオ信号
はさらに、１水平ライン（１Ｈ）遅延素子２１２に与え
られ、遅延した緑色ビデオ信号Ｇ’が生成される。この
遅延した緑色ビデオ信号Ｇ’は、１Ｈ遅延ライン２１８
に与えられ、２ライン遅延した緑色ビデオ信号Ｇ”が生
成される。これらの信号Ｇ、Ｇ’およびＧ”は以下に図
３Ａを参照して説明するように用いられ、画像の水平方
向の信号遷移に対応し得るサンプルのグループの位置が
特定される。緑色ビデオ信号は、３色のビデオ信号Ｒ、
ＧおよびＢの中で最も多くの輝度情報を含むため、当業
者に周知の態様で用いられる。

【００３１】ビデオ信号Ｇ’は、１６Ｐ遅延素子２２２
によって遅延され、遅延した緑色ビデオ信号ＧＤが生成
される。それに対応する遅延した赤色ビデオ信号および
青色ビデオ信号は、１Ｈ＋１６Ｐ遅延素子２１４および
２１６によってそれぞれ与えられる。これらの信号は、
信号ＲＤおよびＢＤである。以下に図３Ａを参照して説
明するように、エッジロケータ２１０は、信号Ｇ、Ｇ’
およびＧ”をモニタして、入力ビデオ信号中のありうる
水平方向の輝度遷移を特定する。エッジロケータ２１０
はまた、信号Ｇおよび信号ＲまたはＢをモニタして、識
別されたエッジ情報が画像の白バランスのとれた部分
（white balanced portion）であるかどうかを判断す
る。実際には、緑色信号を、赤色信号Ｒまたは青色信号
Ｂと比較して、バランス信号ＢＡＬを生成する。信号Ｂ
ＡＬは、信号Ｇと信号Ｂまたは信号Ｒとが、画像中のミ
スアラインされた水平方向の遷移に関する有効な情報を
得るために適切な相対レベルであることを示す色バラン
ス信号である。信号ＢＡＬが赤色−緑色エッジを表す
か、青色−緑色エッジを表すかは、マイクロプロセッサ
１１２によって生成される信号Ｒ／ＢＳＥＬによって決
定される。画像の各ゾーンについて赤色エッジ情報およ
び青色エッジ情報の両方が得られるように、この信号
は、１つのゾーン内で切り換えられ得る。この信号はま
た、別のゾーンあるいは別の画像で切り換えられ得る。

【００３２】メモリコントローラ２２０は、エッジロケ
ータ２１０からエッジ情報およびバランス信号を受け取
る。メモリコントローラ２２０はまた、カメラの走査回
路（図示せず）から、垂直方向パルス信号ＶＰＵＬＳＥ
および水平方向パルス信号ＨＰＵＬＳＥを受け取る。信
号ＶＰＵＬＳＥは、各フィールドあるいは各フレームの
始まりで発生され（pulsed）、信号ＨＰＵＬＳＥは、走
査された画像の各ラインの始まりで発生される。メモリ
コントローラ２２０は、エッジ情報とバランス情報とを
比較して、エッジが画像のバランスのとれた領域に位置
しているかどうかを判断し、従って、エッジがミスアラ
インされた色信号成分を表し得るかどうかを判断する。
メモリコントローラ２２０は、エッジが画像成分を整列
させるために有用な情報を与え得ると判断すると、信号
ＨＰＵＬＳＥおよびＶＰＵＬＳＥを用いて、そのエッジ
が生じるゾーンを計算する。その後、メモリコントロー
ラ２２０は、ゾーン情報を、そのゾーンについてタリー
ＲＡＭ２２４に格納された情報と比較する。タリーＲＡ
Ｍ２２４が、計算されたゾーンについての十分なエッジ
情報が既に格納されていることを示すと、メモリコント
ローラ２２０は、そのエッジ情報を無視する。しかし、
タリーＲＡＭ２２４が、そのゾーンについてのエッジ情
報がもっと必要であることを示すと、メモリコントロー
ラ２２０は、必要に応じて、緑色、青色、または赤色信
号についてのゲーティング信号を与えて、対応する信号
ＧＤおよび信号ＲＤまたはＢＤの３１個のサンプルを、
メモリ１１４の対応するメモリ領域２２８および２３０
に格納させる。

【００３３】以下に図７を参照して説明するように、マ
イクロプロセッサ１１２は、メモリ１１４の読み出し専
用メモリ（ＲＯＭ）２３４に格納されたプログラムを用
い、さらに、メモリ１１４のランダムアクセスメモリ領
域２３２を用いて、これらの格納されたピクセルの組を
処理し、図１に示す補正メモリ１１６のための補正係数
を生成し、様々なレンズ状態（例えば、ズーム、フォー
カス、およびアパーチャの設定）についての係数および
タリーＲＡＭ画像を格納する。

【００３４】メモリ２２８、２３０、２３２、および２
３４を１つのメモリ１１４の構成要素として示している
が、これらのメモリを、別個に、あるいは異なる組合せ
で実現してもよいことが想定される。

【００３５】マイクロプロセッサ１１２は、Ｒ、Ｇおよ
びＢビデオ信号のサンプルの組を処理する際、特定のセ
クタについて、有効なエッジ情報が格納されているかど
うかを判断する。この処理で、格納されたサンプルの組
が有効なエッジ情報を表していないと判断すると、マイ
クロプロセッサ１１２は、この情報を無視し、対応する
セルおよびタリーＲＡＭ２２４の状態を変更しない。し
かし、サンプルの組に有効なエッジ情報が存在すると判
断すると、マイクロプロセッサ１１２は、そのゾーンに
ついてのカウンタをインクリメントする。マイクロプロ
セッサは、設定された数の有効なサンプルの組（例え
ば、１６組）を処理し終わると、タリーＲＡＭ２２４の
このゾーンに対応するビットをリセットし、レンズ状態
が変わらないかぎり、そのゾーンについて、それ以上の
サンプルが格納あるいは分析されないようにする。

【００３６】本発明の例示的な実施形態は、所定数のサ
ンプルの組しか格納および分析しないが、システムは、
そのゾーンについて以前に獲得した数のサンプルの組に
対応する新しく獲得したサンプルの組から得られるエッ
ジ情報に重み付けすることによって、各ゾーンについて
のサンプルの組を継続的に格納するように動作するよう
にして、レンズ系および画像レジストレーションにおい
てゆっくりと起こる変化を追跡してもよいことが想定さ
れる。

【００３７】例示的なシステムでは、タリーＲＡＭ２２
４は、画像のゾーンのそれぞれに対するセルを含む。カ
メラの各々のレンズ状態に対するＲおよびＢ信号につい
て、別個のタリーＲＡＭ画像および別個の補正係数の組
が維持される。レンズ状態という用語をこの意味で用い
た場合、レンズ状態とは、量子化されたフォーカス、ズ
ームおよびアパーチャの設定のことを意味する。本発明
の例示的実施形態では、約１０００個のタリーＲＡＭ画
像および約１０００個のそれぞれの係数の組が維持され
る。しかし、異なるアパーチャ設定に起因して増加する
誤差が比較的小さい場合、フォーカスおよびズームに関
連するタリーＲＡＭ画像および係数の組だけが格納され
得ることが想定される。また、システムは、例えば赤色
と緑色などの２色からの色収差誤差だけを用いて測定を
行い、青色カラー信号についての誤差測定および補正因
子を、赤色カラー信号の色収差を補正するために与えら
れた補正因子から外挿されてもよいことが想定される。

【００３８】図３Ａは、図２に示すエッジロケータ２１
０として用いるのに適切なエッジロケータのブロック図
であり、その一部分を論理図で示している。図３Ａに示
すように、１ライン間隔だけ遅延された緑色信号を表す
Ｇ’信号は、１ピクセル（１Ｐ）遅延素子３２０と、減
算器３２２の被減数入力ポートとに与えられる。１ピク
セル遅延素子３２０の出力信号は、減算器３２２の減数
入力ポートに与えられる。遅延素子３２０と減算器３２
２との組合せは、Ｇ’ビデオ信号の連続するピクセルの
継続的な差（running difference）を形成する。これら
の差は、絶対値回路３２６に与えられる。絶対値回路３
２６は、負の値のサンプルを正の値のサンプルに変換す
る。絶対値回路３２６の出力信号は、比較器３２８の一
方の入力ポートに与えられる。比較器３２８の他方の入
力ポートは、閾値Ｔｅを受け取るように結合される。閾
値Ｔｅは、差信号のノイズ成分から、水平方向の遷移を
区別する値である。比較器３２８は、絶対値回路３２６
によって与えられた信号が閾値Ｔｅを上回っていれば論
理ハイ信号を生成し、それ以外の場合は論理ロー信号を
生成する。従って、比較器３２８は、Ｇ’ビデオ信号の
連続するサンプル間に相当量のレベルの遷移が存在する
ときは常に、論理ハイ出力信号を生成する。

【００３９】Ｇビデオ信号は、Ｇ’信号と同じように、
１Ｐ遅延素子３３０および減算器３３２に与えられる。
減算器３３２によって与えられる出力信号は、Ｇ信号の
継続的な（running）ピクセル差を表す。この信号は、
減算器３３４の被減数入力ポートに与えられ、減算器３
３４の減数入力ポートは、減算器３２２の出力信号を受
け取るように結合される。Ｇ”ビデオ信号も、同じよう
に、１Ｐ遅延素子３１０および減算器３１２に与えら
れ、減算器３１２の出力信号は、減算器３１４の被減数
入力ポートに与えられる。減算器３１４の減数入力ポー
トもまた、減算器３２２の出力信号を受け取るように結
合される。

【００４０】処理している画像が垂直方向のエッジ（水
平方向の遷移）しか含まない場合、垂直方向のエッジが
画像の３つのラインすべてを横切って延びるため、減算
器３１２、３２２および３３２の出力信号はほぼ等しく
なければならない。この例では、減算器３１４および３
３４によって与えられる出力信号はほぼゼロである。し
かし、遷移が純粋な水平方向の遷移ではなく、幾つかの
垂直成分を含んでいる場合、減算器３１４または３３４
の出力信号は、ゼロよりもかなり大きい。減算器３１４
の出力信号は絶対値回路３１６に与えられる。絶対値回
路３１６は、負の値を正の値に変換し、出力信号を比較
器３１８に与える。比較器３１８は、この信号を閾値Ｔ
ｅと比較し、絶対値回路３１６によって与えられた信号
が閾値Ｔｅを上回っていれば論理ハイ出力信号を与え、
それ以外の場合は論理ロー出力信号を与える。減算器３
３４の出力信号は、絶対値回路３３６および比較器３３
８によって同様に処理され、回路３３６によって与えら
れた信号が閾値Ｔｅを上回っていれば論理ハイ出力信号
を生成し、それ以外の場合は論理ロー信号を与える。

【００４１】比較器３１８および３３８によって与えら
れた信号はＮＯＲゲート３４２に与えられ、ＮＯＲゲー
ト３４２の出力信号は、ＡＮＤゲート３４４の一方の入
力端子に結合される。ＡＮＤゲート３４４の他方の入力
端子は、比較器３２８によって与えられる信号を受け取
るように結合される。

【００４２】比較器３２８の出力信号は、現在処理して
いるビデオ情報のエッジ信号である。このエッジ信号が
純粋な水平方向の遷移を表す場合、比較器３１８および
３３８の出力信号は、論理ロー信号である。この例で
は、ＮＯＲゲート３４２の出力信号は、比較器３２８に
よって与えられる遷移信号がＡＮＤゲート３４４を通っ
て伝搬することを可能にする論理ハイ信号である。ＡＮ
Ｄゲート３４４の出力信号は、デジタルワンショット回
路３４６に与えられる。デジタルワンショット回路３４
６は、検出されたエッジに応答して、３２ピクセル期間
の周期を有する論理ハイパルスを生成する。この信号
は、ＡＮＤゲート３４８の一方の入力端子に与えられ
る。しかし、ＮＯＲゲートの出力信号が、Ｇ信号および
Ｇ’信号のうちの少なくとも一方が垂直方向あるいは斜
め方向の遷移の存在を示すことを表す論理ロー信号であ
る場合、ＡＮＤゲート３４４の出力信号は論理ローのま
まであり、ＡＮＤゲート３４８はエッジ情報を送らな
い。

【００４３】絶対値回路３２６の出力信号は、最大エッ
ジ検出器３４０にも与えられる。以下に図３Ｂを参照し
て説明するように、最大エッジ検出器回路３４０は、絶
対値回路３２６によって検出されたエッジが１６ピクセ
ルウィンドウ内の最大のエッジであるかどうかを判断す
る。最大エッジ検出器３４０の出力信号は、ＡＮＤゲー
ト３４８の他方の入力ポートに与えられる。ＡＮＤゲー
ト３４８の出力信号は、Ｇ’信号に水平方向の遷移があ
ることを示すものである。この出力信号ＥＤＧＥは、上
で図２を参照して説明したメモリコントローラ２２０に
与えられる。

【００４４】また、上述のように、図３Ａに示すエッジ
ロケータ回路は、バランス信号ＢＡＬを決定する。バラ
ンス信号は、減算器３５０で、赤色信号Ｒかまたは青色
信号Ｂのいずれかを緑色信号Ｇから減算することによっ
て決定される。Ｇ信号から減算される信号は、図２に示
すマルチプレクサ２２６に与えられる信号Ｒ／ＢＳＥＬ
によって決定される。この信号は、現在ロードされてい
るタリーＲＡＭ画像に基づいて、マイクロプロセッサ１
１２によって与えられる。

【００４５】減算器３５０の出力信号は、２つのビデオ
信号間の差の測定値（measure）である。この差は比較
器３５２に与えられる。比較器３５２は、この差が負の
閾値−Ｔｂよりも大きく且つ正の閾値Ｔｂよりも小さい
ければ、論理ハイ出力信号を生成する。比較器３５２の
出力信号は、バランス信号ＢＡＬである。エッジロケー
タ２１０はまた、図２に示すＧＲＡＭ２２８およびＲ／
ＢＲＡＭ２３０にそれぞれ書き込むための遅延した緑色
信号ＧＤ、赤色信号ＲＤおよび青色信号ＢＤをゲートす
るゲーティング回路を含む。これらの信号ＧＤ、ＲＤお
よびＢＤはゲーティング回路３５８、３６０および３６
２にそれぞれ与えられる。これらの回路は、メモリコン
トローラ２２０によって与えられるゲーティング信号に
応答して、それぞれのメモリ領域に信号を与える。信号
ＧＤ、ＲＤおよびＢＤは、Ｇ’信号に関して１６ピクセ
ル分遅延され、そのため、メモリに格納されたピクセル
値は、検出された遷移よりも前のサンプル値および遷移
の後のサンプル値を含む。上述のように、信号ＧＤおよ
び信号ＲＤまたはＢＤのサンプルは、信号ＢＡＬがビデ
オ信号の色バランスがとれていることを示す場合にの
み、格納される。

【００４６】図３Ｂは、図３Ａに示す最大エッジ検出器
３４０のブロック図である。図３Ｂにおいて、絶対値回
路３２６からの検出エッジ情報は、マルチプレクサ３７
０の入力ポートの１つと、減算器３７４の減数入力ポー
トとに与えられる。マルチプレクサ３７０の出力信号
は、レジスタ３７２の入力ポートに与えられる。レジス
タ３７２の出力ポートは、減算器３７４の被減数入力ポ
ートに結合される。レジスタ３７２の出力ポートは、マ
ルチプレクサ３７０の第２の入力ポートにも結合されて
いる。減算器３７４の出力信号の符号ビットは、マルチ
プレクサ３７０の制御入力端子に結合されている。この
符号ビットが論理ハイであるとき（減算器３７４によっ
て与えられる出力値が負であることを示している）、マ
ルチプレクサ３７０は、絶対値回路３２６によって与え
られる値をレジスタ３７２に送るように条件付けられ
る。そうでない場合（符号ビットが論理ローである場
合）、マルチプレクサは、レジスタ３７２の出力値をレ
ジスタ３７２の入力ポートに返送するように条件付けら
れる。

【００４７】絶対値回路３２６（図３Ａ）からの入力サ
ンプルがレジスタ３７２に格納された値よりも大きい場
合に、減算器３７４の出力値は負となる。その場合、減
算器３７４の出力信号の符号ビットが論理ハイとなり、
絶対値回路３２６からの入力値がレジスタ３７２に格納
される。レジスタ３７２は、デジタルワンショット３７
６によって与えられる１６ピクセル期間分の幅のパルス
によってデータ値を格納できるようになる。デジタルワ
ンショット３７６は、減算器３７４の出力信号の符号ビ
ットによってトリガされる。１６サンプル期間の終わり
に、デジタルワンショット３７６の出力信号は論理ロー
となり、レジスタ３７２がリセットされる。このよう
に、１６パルス間隔の間に減算器３７４によってＡＮＤ
ゲート３４８に与えられる信号の最後の遷移は、１６サ
ンプル期間において検出された最大の遷移を表す。

【００４８】図４Ａおよび図４Ｂは、図１および図２に
示すエッジ識別プロセッサにおける使用に適したメモリ
コントローラを示すブロック図である。このコントロー
ラは、図４Ａに示す色バランス回路４００と、図４Ｂに
示すビデオＲＡＭアドレス生成器４２５と、タリーＲＡ
Ｍアドレス生成器４３５とを含んでいる。図４Ａにおい
て、エッジロケータ２１０（図２）からの信号ＢＡＬ
は、４ビット色バランスカウンタ４１０のＵＰ／ＤＯＷ
Ｎ端子と、第１のＡＮＤゲート４０４の入力端子と、
（インバータ４０２を介して）第２のＡＮＤゲート４０
６の第１の入力端子とに与えられる。ＡＮＤゲート４０
４および４０６によって与えられる出力信号は、ＯＲゲ
ート４０８に与えられる。ＯＲゲート４０８は、４ビッ
ト色バランスカウンタ４１０にイネーブル信号を与え
る。カウンタ４１０の４ビット出力信号は、ＮＡＮＤゲ
ート４１５およびＯＲゲート４１６に与えられる。ＮＡ
ＮＤゲート４１５は、カウンタ値が１５でない場合に論
理ハイ出力信号を与え、ＯＲゲート４１６は、カウンタ
値が０でない場合に論理ハイ出力信号を与える。ＮＡＮ
Ｄゲート４１５の出力信号は、ＡＮＤゲート４０４の第
２の入力端子に結合され、ＯＲゲート４１６の出力信号
は、ＡＮＤゲート４０６の第２の入力端子に与えられ
る。カウンタ４１０の出力信号の最上位ビット（本願に
おいて、最上位ビットのことをＭＳＢとも呼ぶ）は、色
バランス回路の出力信号であり、ＡＮＤゲート４１１に
与えられる。

【００４９】カウンタ４１０は、１ピクセル時間に等し
い期間を持つ信号ＣＬＯＣＫをも受け取る。カウンタ４
１０は、信号ＢＡＬによって示される色バランスがとれ
たピクセル値を連続的にカウントする。ピクセルのバラ
ンスがとれている場合、カウンタはその値をインクリメ
ントし、バランスがとれていない場合にはその値をデク
リメントする。従って、色バランス回路の出力信号（カ
ウンタ値のＭＳＢ）は、最後の１６サンプルの中の８サ
ンプルのバランスがとれていたかどうかを示す。バラン
スがとれていた場合、出力信号は論理ハイとなり、バラ
ンスがとれていなかった場合、出力信号は論理ローとな
る。ＡＮＤゲート４０４および４０６ならびにＯＲゲー
ト４０８の組合せによって、カウンタ値が１５でない限
りはＢＡＬが論理ハイであればカウンタがイネーブルさ
れ、カウンタ値が０でない限りはＢＡＬが論理ローであ
ればカウンタがイネーブルされるようになる。この回路
によって、カウンタのオーバーフローまたはアンダーフ
ローを防いでいる。あるエッジが検出されたときに、そ
のエッジの前のピクセル値の色バランスがとれていたか
どうかどうかを直ぐに判定できるように、カウンタは全
ピクセル値をモニタしている。

【００５０】信号ＥＤＧＥは、ＡＮＤゲート４１１の第
２の入力端子と、３２ピクセルカウンタ４２０のリセッ
ト入力端子とに与えられる。ＡＮＤゲート４１１の出力
信号は、フリップフロップ４１２のセット入力端子Ｓに
与えられ、３２ピクセルカウンタ４２０のキャリーアウ
ト信号は、フリップフロップ４１２のリセット入力端子
に与えられる。従って、フリップフロップ４１２は、エ
ッジが検出されたときにセットされ、カウンタ４２０が
そのエッジに続いて３２サンプルをカウントしたときに
リセットされる。フリップフロップ４１２の出力信号、
反転信号ＲＳＥＬ、および図２に示すタリーＲＡＭ２２
４によって与えられる出力データは、ＡＮＤゲート４１
４の各入力端子に与えられる。このＡＮＤゲートの出力
信号は、ビデオＲＡＭ書込みイネーブル信号である。こ
の信号は、３２ピクセルカウンタ４２０のイネーブル入
力端子にも与えられる。カウンタ４２０は、イネーブル
されると、信号ＣＬＯＣＫのカウントパルスに結合され
る。カウンタ４２０の値が３２になると、キャリーアウ
ト信号によってフリップフロップがリセットされる。キ
ャリーアウト信号は、色バランス回路の出力信号ととも
に、ＡＮＤゲート４１３にも与えられる。バランスカウ
ンタの出力信号が論理ハイである場合、キャリーアウト
信号を発生(pulsed)したときにＡＮＤゲート４１３が信
号ＮＥＷＳＡＭＰＬＥ（新しいサンプルの組がビデオＲ
ＡＭ２２８および２３０（図２）に書き込まれたことを
示す）を生成する。この信号ＮＥＷＳＡＭＰＬＥによっ
て、ビデオＲＡＭに与えられるアドレス値の上位ビット
がインクリメントされ、これにより、次のサンプルの組
が新しい位置に格納される。

【００５１】信号ＮＥＷＳＡＭＰＬＥは、色バランス回
路４００の出力信号とカウンタ４２０のキャリーアウト
信号との論理積であるので、あるサンプルの組の最後の
１６サンプルが色バランスのとれたサンプルを少なくと
も８個含んでいなければ、そのサンプルの組の終わりで
ＮＥＷＳＡＭＰＬＥは論理ローとなる。

【００５２】３２ピクセルカウンタ４２０の出力信号
は、ビデオＲＡＭアドレスの最下位５ビット（本願にお
いて、最下位ビットのことをＬＳＢとも呼ぶ）を形成す
る５ビットの値である。３２ピクセルカウンタ４２０と
３２７６８ゾーンカウンタ４１８との組合せによって、
ビデオＲＡＭアドレス生成器４２５が形成される。次に
図４Ｂを参照すると、ＡＮＤゲート４１３によって与え
られた信号ＮＥＷＳＡＭＰＬＥは、ＡＮＤゲート４１９
の入力端子の１つに与えられる。ＡＮＤゲート４１９の
他方の入力端子は、マイクロプロセッサ１１２によって
与えられるＲＡＭＥＭＰＴＹ信号を受け取るように結合
されている。ＡＮＤゲート４１９の出力信号は、３２７
６８ゾーンカウンタ４１８をイネーブルし、これによ
り、カウンタ４１８はその値を１だけインクリメントす
る。３２７６８ゾーンカウンタ４１８の出力値は、ビデ
オＲＡＭアドレスの最上位１５ビットを形成する。３２
７６８ゾーンカウンタ４１８は、信号ＶＰＵＬＳＥによ
ってリセットされる。信号ＶＰＵＬＳＥは、ビデオカメ
ラによって与えられる各データフレームまたは各データ
フィールドの前に生じる。

【００５３】カウンタ４１８および４２０（図４Ａ）に
よって与えられる２０ビットのアドレス値は、マルチプ
レクサ４２４の入力ポートの１つに与えられる。マルチ
プレクサ４２４の他方の入力ポートは、マイクロプロセ
ッサ１１２からマイクロプロセッサデータバスＤＢＵＳ
を介して２０ビットのアドレス値を受け取る。マルチプ
レクサ４２４は、読出し選択信号ＲＳＥＬによって制御
される。この信号がアサートされている場合、マイクロ
プロセッサによって与えられる２０ビットのアドレス値
はビデオＲＡＭアドレス入力ポートに与えられ、これに
より、ビデオＲＡＭ内に格納されたアドレス指定された
サンプルの組がマイクロプロセッサ１１２によって読み
出し可能になる。信号ＲＳＥＬがアサートされていない
場合、カウンタ４１８および４２０によって与えられる
２０ビットのアドレス値はビデオＲＡＭに与えられ、こ
れにより、新しいサンプルの組をビデオＲＡＭに書き込
むことが可能になる。本発明の例示的な実施例におい
て、これらのアドレス値は、ＧＲＡＭ２２８およびＲ／
ＢＲＡＭ２３０の両方に与えらる。

【００５４】マイクロプロセッサデータバスＤＢＵＳ
は、タリーＲＡＭ制御デコード回路４２６にも結合され
ている。タリーＲＡＭ制御デコード回路４２６は、図２
に示すタリーＲＡＭ２２４の書込みイネーブル信号およ
び出力イネーブル信号を生成する。タリーＲＡＭ２２４
のアドレス信号は、２５６ゾーンカウンタ４２８によっ
て生成される。２５６ゾーンカウンタ４２８は、信号Ｃ
ＬＯＣＫによってクロックされるとともに、信号Ｈ−Ｐ
ＵＬＳＥおよびＶ−ＰＵＬＳＥを受け取るように結合さ
れている。カウンタ４２８は、実際には２つのカウンタ
（図示せず）である。第１のカウンタは、水平ライン間
隔において生じる信号ＣＬＯＣＫのパルスをカウント
し、スキャンされるビデオ信号が水平ゾーン間の境界を
またぐときに、水平ゾーンカウンタの値をトグルする。
このカウンタは、信号Ｈ−ＰＵＬＳＥによってリセット
され、ＮＨＺ個（例えば、６０個）のピクセルの処理が
完了したときに出力パルスを与える。ここで、ＮＨＺ
は、１水平ゾーン内のピクセルの数であり、ＮＨＺ×３
２は、１本の水平ラインにおけるアクティブピクセルの
数である。水平ゾーンカウンタの値は、タリーＲＡＭア
ドレス値の最下位５ビットを形成する。

【００５５】ゾーンカウンタ４２８は、第２のカウンタ
を含む。第２のカウンタは、信号Ｈ−ＰＵＬＳＥによっ
てインクリメントされ、Ｖ−ＰＵＬＳＥによってリセッ
トされる。このカウンタは、あるゾーン内のラインをカ
ウントし、ＮＶＺ個（例えば、１４４個）のＨ−ＰＵＬ
ＳＥ信号を受信したときに、垂直ゾーンカウント値のト
グルパルスを生成する。垂直ゾーンカウント値は、タリ
ーＲＡＭアドレス値の最上位３ビットを形成する。従っ
て、カウンタ４２８の出力信号は、入力画像内に現在与
えられているピクセルデータのゾーン番号（およびタリ
ーＲＡＭ内のゾーンアドレス）である。この値は、ビデ
オＲＡＭに対するＴＡＧ値としても与えられる。図６を
参照しながら以下に説明するように、ＴＡＧ値は、各サ
ンプルの組の第１バイトに格納され、これにより、この
サンプルの組に対応するゾーンを特定する。

【００５６】図５は、ビデオ画像の図であり、画像にお
けるゾーンの配置を示している。画像の左上の端が第１
のゾーン（ゾーン０）であり、画像の右端のゾーン３１
まで、ゾーン番号が１つずつ大きくなる。ゾーン３２
は、ゾーン０の真下にある。ゾーン２５５は、画像の右
下の端にある。タリーＲＡＭは、各ゾーンにつき１ビッ
トを有する。この各ビットは、そのゾーンに関してそれ
以上のデータが必要であるか（論理ハイ）、あるいは、
正確なエッジ変位情報を得るのに十分なデータが収集さ
れているか（論理ロー）を示す。図７を参照しながら以
下に説明するように、タリーＲＡＭは、マイクロプロセ
ッサ１１２によってロードされ、各レンズ状態、および
２色の信号ＲおよびＢのそれぞれについてのタリーＲＡ
Ｍ画像を有する。

【００５７】図４Ｂに示すように、カウンタ４２８によ
って与えられるアドレス値は、マルチプレクサ４３０の
入力ポートの１つに与えられる。マルチプレクサ４３０
の他方の入力ポートは、マイクロプロセッサバスＤＢＵ
Ｓから８ビットを受け取るように結合されている。マル
チプレクサ４３０は、デコード回路４２６によって生成
される、タリーＲＡＭ２２４の書込みイネーブル信号で
ある選択信号によって制御される。この信号がアサート
されているとき、タリーＲＡＭアドレス（ゾーン番号）
に対応するセル内のデータを変更するために、マイクロ
プロセッサは、そのデータバス上に与えられたタリーＲ
ＡＭアドレス値にアクセスしている。この信号に応答し
て、マイクロプロセッサ１１２によって与えられたＴＡ
ＬＬＹＲＡＭＤＡＴＡＯＵＴ信号がアドレス指定された
タリーＲＡＭセル内に書き込まれる。選択ラインがアサ
ートされていない場合、カウント４２８によって与えら
れるアドレスは、タリーＲＡＭアドレス入力ポートに送
られ、信号ＴＡＬＬＹＲＡＭＤＡＴＡＩＮがタリーＲＡ
Ｍからメモリコントローラ２２０に与えられる。

【００５８】動作中、エッジロケータ２１０によってエ
ッジが検出されると、信号ＥＤＧＥは論理ハイになり、
前の１６個のピクセル値の中の少なくとも８個の色バラ
ンスがとれていれば、３２ピクセルカウンタ４２０がリ
セットされるとともに、フリップフロップ４１２がセッ
トされる。マイクロプロセッサがビデオＲＡＭからのデ
ータを読み出しておらず、且つ、現在スキャンされてい
るゾーンに対するタリーＲＡＭエントリが論理ハイであ
る場合、現サンプルの組をビデオＲＡＭ２２８および２
３０に格納できるように、ビデオＲＡＭ書込みイネーブ
ル信号がアサートされ、カウンタ４２０がイネーブルさ
れてアドレス値を生成する。カウンタ４２０がリセット
されると、ビデオＲＡＭアドレス値の最下位５ビットは
０となり、最上位１５ビットはカウンタ４１８によって
与えられる値になる。上記のように、カウンタ４２０が
３２までカウントを行い、且つ、このエッジに続く１６
個のサンプルの中の少なくとも８個の色バランスがとれ
ていたことをバランスカウンタ４１０が示すと、その度
に、カウント４１８によって与えられる値がインクリメ
ントされる。これらの最終的なサンプルのバランスが正
しくとれていない場合、このカウンタはインクリメント
されず、ビデオＲＡＭ内に格納された可能性のある現サ
ンプルの組中のサンプルを次のサンプルの組によって全
て上書きする。

【００５９】信号ＣＬＯＣＫのパルスに応答して、カウ
ンタ４２０は０から３１までカウントする。カウンタ４
１８および４２０によって与えられる組合せアドレス値
は、マルチプレクサ４２４を介してビデオＲＡＭアドレ
スポートに与えられる。カウンタ４２０の出力値が０で
ある場合、ＧＲＡＭ２２８およびＲ／ＢＲＡＭ２３０の
両方のビデオＲＡＭがメモリセル内にＴＡＧＤＡＴＡを
書き込む。カウント値が０より大きい場合、ＧＲＡＭ２
２８は、遅延された緑ビデオ信号ＧＤの連続サンプルを
格納し、Ｒ／ＢＲＡＭは、信号Ｒ／ＢＳＥＬに基づい
て、遅延された赤ビデオ信号ＲＤあるいは遅延された青
ビデオ信号ＢＤのいずれかの連続サンプルを格納する。

【００６０】信号ＥＤＧＥのパルスに続く１６個のピク
セル内に、第１のエッジよりも大きさが(in magnitude)
大きい垂直エッジが全く検出されなかった場合、３１個
のピクセルがビデオＲＡＭ２２８および２３０のそれぞ
れに格納され、エッジが検出されたピクセル位置のどち
らかの側に１５個が格納され、また、検出されたエッジ
に対応するピクセルが格納される。

【００６１】第１のＥＤＧＥパルスに続く１６個のピク
セル内においてより大きい垂直エッジが検出された場
合、信号ＥＤＧＥがカウンタ４２０をリセットし、これ
により、格納されたサンプルの組は、大きさ(magnitud
e)がより大きい方のエッジを中心にセンタリングされ
る。

【００６２】図６は、サンプルの組がどのようにビデオ
ＲＡＭ２２８および２３０に格納されるのかを示す。各
ビデオＲＡＭは、３２，７６８の３２バイトレコードを
持つデータ構造でモデリングされている。各レコード
は、タグフィールドおよびデータフィールドの２つのフ
ィールドを有する。タグフィールドは、そのデータフィ
ールド内の３１個のサンプルのゾーン番号を含んでい
る。

【００６３】上記の説明においては、ある画像内の垂直
エッジを検出し、その画像に対応するサンプルの組をビ
デオＲＡＭ内に格納する信号処理回路を記載したが、こ
れらのエッジが、画像ピクセルを直接処理するマイクロ
プロセッサ１１２によって検出され得ることも想定され
ている。上記のように、マイクロプロセッサ１１２は、
検出されたエッジに対応するピクセルデータ組の評価も
行い、これにより、光学系における水平結像装置ミスア
ラインメントまたは側方色収差（ＬＣＡ）に起因する様
々な色画像のミスレジストレーションを測定するために
利用し得るデータがこれらのピクセルデータ組に含まれ
ていないかどうかを判定する。

【００６４】図７は、マイクロプロセッサ１１２の動作
を示すフローチャートである。便宜上、以下の説明で
は、マイクロプロセッサ１１２がＲおよびＧ色信号につ
いて行う処理を記載する。ＢおよびＧ色信号についても
同じ処理が行われる。この例示的な処理において、マイ
クロプロセッサ１１２は、画像内の垂直エッジに対応す
るサンプルの組の位置を特定し、レジストレーション誤
差を表すための有効性についてこれらのサンプルの組を
テストし、あらゆるエッジ誤差を測定する。ステップ７
１０、７１２および７１４は、図１〜図６を参照しなが
ら先に説明したエッジ識別プロセッサ１１０によって行
われる処理と等価な処理を行う。ステップ７１０、７１
２および７１４については、マイクロプロセッサ１１２
が、フィールド格納メモリまたはフレーム格納メモリ
（図示せず）内に保持された格納画像を処理すると仮定
する。

【００６５】図７に示す処理の第１のステップ７１０に
おいて、マイクロプロセッサ１１２は、格納画像のＲ色
信号およびＧ色信号それぞれの連続する３１個のサンプ
ルを受け取る。このサンプル数は例示的なものであり、
本発明の動作に影響を与えることなく他のサンプル数も
使用し得ることが想定されている。この処理は、取り出
したサンプルについて、２回のパスで行われる。図８に
示すように、第１のパスでは、サンプル番号５から始ま
る１６個のサンプルを用いる。第２のパスでは、開始サ
ンプル番号が１３になる。いずれのサンプルの組も、水
平方向の遷移の中心に対応するはずの中心ピクセル
（ｃ）を含んでいる。

【００６６】ステップ７１２において、マイクロプロセ
ッサは、取り出したＲおよびＧ色信号のピクセルが、有
効なエッジ情報を提供するのに十分に色バランスのとれ
たものであるかどうかを判定する。この条件を調べるた
めに、マイクロプロセッサ１１２は、信号Ｒについて等
式（１）および（２）に示すように、１６サンプルにつ
いて各色信号の平均値(mean)および分散値(variance)を
計算する。

【００６７】

【数１】

【００６８】

【数２】上記等式中、第１のパスにおいてはｘ＝５であり、第２
のパスにおいてはｘ＝１３である。

【００６９】その後、不等式（３）に示すように、２色
（例えば、ＲおよびＧ）の平均値の差の大きさを設定色
平均閾値（ＴＨ_CM）と比較する。

【００７０】

【数３】次に、不等式（４）に示すように、各色サンプルの組の
分散値の差の大きさを、設定色分散閾値（ＴＨ_CV）と比
較する。

【００７１】

【数４】これらのテストを両方パスした場合、それらの色信号サ
ンプルの組は、有意なエッジ情報を与えるための輝度信
号を表すのに十分に近いとみなされる。

【００７２】上記のように、レジストレーション誤差ま
たはＬＣＡを測定する場合、サンプルが垂直方法または
斜め方向のエッジを持っていないことが重要である。こ
のようなエッジは、誤って水平レジストレーション誤差
またはＬＣＡと解釈され得る垂直レジストレーション誤
差または垂直色収差（ＶＣＡ）を含み得る。垂直レジス
トレーション誤差またはＶＣＡが水平方向の測定に影響
を及ぼさないようにするために、図７に示す例示的な処
理（ステップ７１４）は、垂直エッジテストを行う。こ
のテストを行うために、マイクロプロセッサ１１２は、
ステップ７１０においてサンプルの組を取り出したライ
ンの直ぐ上のラインおよびその直ぐ下のラインからそれ
ぞれ１６個のサンプルを取り出す。ステップ７１４にお
いて、マイクロプロセッサ１１２は、等式（５）に示す
ようにこれらの３本のラインにおける最大垂直遷移ＶＭ
ＡＸを計算し、等式（６）に示すように現ラインにおけ
る最大水平遷移を計算し、そして、不等式（７）によっ
て、最大水平遷移の相対的な大きさが閾値ＴＨ_HVよりも
大きいかどうかを求める。

【００７３】

【数５】

【００７４】

【数６】

【００７５】

【数７】ステップ７１０において得たサンプルの組が、ステップ
７１２における色テストおよびステップ７１４における
垂直エッジテストをパスした場合、そのサンプルの組
は、水平レジストレーション誤差およびＬＣＡを測定す
るのに必要な情報を含み得る。これらの２つのテストを
パスするサンプルは、図１〜図６を参照しながら先に説
明した、ビデオＲＡＭ２２８および２３０に格納された
サンプルに等価である。

【００７６】本発明の例示的な実施形態において、サン
プルの組がエッジ測定に有効であるかどうかを判定する
テストは、ステップ７１６およびステップ７１８におい
て行われる。これらは、あるサンプルの組がミスレジス
タされた(misregistered)エッジまたはＬＣＡエッジの
測定に有効なエッジとして使用できるかどうかを判定す
るための２つの決まった分類(classification)である。
これらの分類は、任意に、タイプ１およびタイプ２と決
められている。あるピクセルサンプルがこれらのタイプ
の一方として分類できる場合、その位置において有効な
測定値が得られる。本願発明者らは、これらのタイプの
サンプルの組が、様々な異なる画像シーンおよびテスト
パターンにおいて有効な誤差測定値を与えることを突き
止めた。以下に定義する統計学的な値は、基準色（例え
ば、緑）のＮ個のピクセルについて計算されるものであ
る。本発明の例示的な実施形態において、Ｎ＝１６であ
る。これらの統計値を用いて、サンプル領域が上記２つ
のいずれかのタイプのエッジを含むものとして分類され
得るかどうかを判定する。

【００７７】１．NumTransitions−これは、Ｎ個のピク
セルにわたるサンプルデータの勾配極性変化(slope pol
arity changes)の回数である。勾配極性変化は、隣接ピ
クセル間の差における極性変化として定義される。隣接
ピクセル間の差は、ノイズ閾値（ＴＨ_Noise）よりも大
きくなければ無視される（これは、カメラアパーチャ信
号における「コアリング(coring)」に類似する）。

【００７８】２．VarNumTrans−差信号のゼロ交差の間
隔の分散値である。この統計値は、一定周波数の誤読バ
ースト(misreading bursts of constant frequency)を
回避するように計算される。例えば、レジストレーショ
ン誤差を全く持たない３ピクセル／サイクルの一定周波
数が、繰返しパターンに起因して測定時に３ピクセルの
誤差を生じる場合がある。VarNumTransを測定すれば、
ゼロ交差の間隔の変化量の測定値が与えられる。

【００７９】３．MaxDiff−サンプル範囲において水平
方向に隣接する任意の２つのピクセル間の差の最大の大
きさである。この値を２つの閾値（ＴＨ_MaxDiffおよび
ＴＨ_M _axDiff#One）と比較する。前者の閾値は、遷移の
回数が多いときに使用し、後者の閾値は、遷移の回数が
丁度１回であるときに使用する。MaxDiffが十分に大き
ければ、そのサンプル領域には「良好な」エッジが含ま
れている可能性が高い。

【００８０】４．Variance−サンプルの組の分散値。こ
れは、上記等式（１）および（２）によって与えられ
る。この値が、分散閾値（ＴＨ_V）よりも大きく、且つ
他の全ての条件が満たされている場合、このサンプルの
組について測定を行うことが可能である。

【００８１】図７に示す処理のステップ７１６におい
て、このサンプルの組について上記の統計値を計算す
る。ステップ７１６およびステップ７１８において、計
算した統計値を１組の閾値と比較して、このサンプルの
組におけるエッジがタイプ１またはタイプ２のエッジと
して分類できるかどうかを判定する。サンプルがいずれ
かのテストをパスした場合、その位置において測定が可
能である。

【００８２】以下の条件が３つとも満たされた場合、１．（MaxDiff＞ＴＨ_MaxDiff）または（Variance＞ＴＨ
_V）２．NumTransitions＞＝ＴＨ_{NumTransitions} ３．VarNumTrans＞ＴＨ_VarNumTrans ステップ７１６において、そのサンプルはタイプ１に分
類され、「良好な」測定点とみなされる。エッジがタイ
プ１ではなかった場合、ステップ７１８において、タイ
プ２のテストを行ってみる。

【００８３】以下の条件を両方満たした場合、１．MaxDiff＞ＴＨ_MaxDiff#One ２．NumTransitions＝１タイプ２のテストをパスしたものとする。

【００８４】ステップ７１４またはステップ７１６にお
いて、タイプ１またはタイプ２のテストをパスした場
合、ステップ７２０において、サンプルの組は両方の開
始点において分析され、次に、ステップ７２６におい
て、タリーＲＡＭ内の現ゾーンのエントリをリセットす
るべきかどうかを判定し、赤および緑のピクセルを測定
処理に送る。上記条件が満たされなかった場合、ステッ
プ７２４において、この測定サンプルを破棄し、新たな
位置（例えば、ビデオＲＡＭ内の次のエントリ）を調べ
る。

【００８５】概して、タイプ１のエッジは、カメラレジ
ストレーションパターンおよびその他のチャートにおい
て一般的である。タイプ１の統計値は、変化する周波数
の多数回の遷移、ならびに大きな振幅ステップまたはＡ
Ｃ成分を示す。タイプ２のエッジは、サンプル範囲内に
おける１回の大きな遷移を有する一般的なシーンにおい
てより多く見られる。

【００８６】サーチアルゴリズムの確かさ(robustness)
を高めるために、また、（エッジの近くではなく）サン
プル範囲の中心に単一のエッジが位置するように、「良
好な」位置を２回測定する。上記の全テストの第１のパ
スを行った時点で、サンプルがＯＫとされると、図７の
ステップ７２０が実行されて、ステップ７２２へ進む。
ステップ７２２においては、サンプル領域（例えば、１
６ピクセル）を、サンプル範囲の半分（例えば、８ピク
セル分）だけ前方にシフトさせ、このシフトさせた８ピ
クセルについて位置テスト（ステップ７１２、７１４、
７１６および７１８）を繰り返す。サンプル領域が、第
１のパスおよび第２のパスの両方でタイプ１またはタイ
プ２のテストをパスした場合にのみ、そのサンプル全体
を良好な測定候補とみなす。その後、シフトしたサンプ
ルを用いて上記測定プロシージャを実行する。

【００８７】上記２パス方法は、単一のエッジまたはイ
ンパルスのみを有するサンプルを相関ウィンドウの中心
に配置し、単一パス方法よりも正確な読み(reading)を
提供する。さらに、元のシフト前のサンプルがぎりぎり
の測定候補(marginal candidate for measurement)であ
る場合、第２のパスは、良好なサンプルであるその領域
を排除し得る。つまり、第１の１６サンプル領域が許容
可能であり、８サンプル遅れの第２のサンプル領域が許
容不可能である場合、サンプルの組全体は、レジストレ
ーション誤差またはＬＣＡ測定を与えるのに良好な候補
ではない可能性が高い。

【００８８】サンプルの組におけるエッジ誤差は、図７
のステップ７２８に示す処理によって測定される。この
測定処理において、Ｇカラービデオ信号のサンプルを、
ＲまたはＢカラー信号のサンプルに相関させる(correla
te)ことによって、２つの異なる色信号（即ち、Ｇおよ
びＲ、またはＧおよびＢ）におけるエッジ間の差を求め
る。

【００８９】２つの異なる相関技術を用いて、２色の信
号におけるエッジ間の変位を測定することが可能であ
る。第１の技術は、サンプル範囲にわたるＲおよびＧピ
クセル値またはＲおよびＢピクセル値の従来の相互相関
である。この方法は、良好な結果を生じるが、相互相関
関数を計算するための計算要件が比較的大きい。第２の
技術は、２色のピクセル間の絶対差(absolute differen
ce)の和を用いて、一方のサンプルの組を他方のサンプ
ルの組上で「スライド」させることによってピクセル間
の対応関係を変化させる方法である。２つのサンプルの
組の絶対差の和は、異なるピクセルの対応関係のそれぞ
れについて記録される。上記２つの方法を用いた場合、
測定精度および計算の複雑さが異なることになる。

【００９０】第１の方法は、サンプル領域における２色
の信号の基本的な相互相関Ｒ（ｘ，ｄ）である。これ
は、等式（８）を用いて計算される。

【００９１】

【数８】但し、ｘは、ピクセルカラム、ｄは、ｘにおける変位誤
差、ｒ（ｘ）およびｇ（ｘ）は、それぞれ、等式（９）
および（１０）に示す、平均値を排除した赤および緑の
ピクセル値である。

【００９２】

【数９】

【００９３】

【数１０】誤差測定値は、変位（ｄ）によって示される。サンプル
範囲においてＲ（ｘ，ｄ）の最大値を生じる変位が、最
も近い画像ピクセルに対する測定誤差である。

【００９４】相互相関は非常に正確であるが、この計算
を行うにはｍ回の乗算を行う必要がある（但し、ｍは等
式（１１）によって与えられる）。

【００９５】

【数１１】従って、１６ピクセル測定サンプルを用いた±３ピクセ
ルの範囲にわたる測定には、１１２回の乗算が必要とな
る。

【００９６】第２の方法では、２色の信号間における最
良の一致を生じる変位を求めるために用いられる計算が
簡単になる。この方法では、２つのサンプルの組間の変
位が増大する際の、２色の信号のピクセル間の差の大き
さの和を計算する。この技術は、計算上、相互相関技術
よりも簡単であり、本願発明者らは、この方法でも精度
がほとんど変わらないことを突き止めた。等式（１２）
に示すように差関数Ｄｉｆｆ（ｘ，ｄ）を計算する前
に、まず、ＲおよびＧカラー信号のサンプルをサンプル
範囲について正規化する(normalize)。これは、各色信
号サンプルの組の最小および最大サンプル値を見つけ、
そして、Ｒ信号の最大サンプルおよび最小サンプルがＧ
信号の最大サンプルおよび最小サンプルとそれぞれ同じ
となるような係数をＲサンプルに掛けることによって行
われる。

【００９７】

【数１２】最も近いピクセル誤差±ｄは、変位範囲±ｄ領域にわた
ってＤｉｆｆ（ｘ，ｄ）が最小値となるときに求められ
る。

【００９８】この技術は、加算器だけで行うことがで
き、乗算器を必要としない。従って、相互相関技術より
もずっと容易に計算を行うことができる。上記の差の和
を用いた技術は、相互相関技術ほど正確ではない場合も
あるが、本願発明者らは、複数のサンプルの組における
複数の測定点が平均化されれば、両者間の精度上の差は
有意な差ではないことを突き止めた。

【００９９】測定処理における計算の回数を減らすため
に、相関は２段階で行われる。第１の段階では、最も近
いピクセルに対する粗い誤差測定を行う。微細(fine)測
定段階である第２の段階では、第１の段階で特定した変
位誤差の周囲でサブピクセル精度の測定を行う。上記２
段階の方法では、第１の段階で特定されたピクセル位置
の周囲に対してのみ微細な測定を行えばよいので、測定
回数が少なくなるという利点がある。

【０１００】第１の段階は、単に、上記の相関関数のい
ずれかを用いて、最も近いピクセル位置精度に対する変
位誤差ｄを求める。

【０１０１】微細測定段階には２つの異なる方法（１）
多相有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ技術、また
は（２）第１段階の誤差関数である関数Ｒ（ｘ，ｄ）の
ピークの位置を特定するための放物線適合(parabolic f
it)が使用可能である。第１の方法では、補間(interpol
ation)、および従来の（但し、比較的高い空間的解像度
での）相関関数の繰返しを用いる。第２の方法では、第
１の段階で得た３つの最良相関点に放物線関数を適合さ
せる。

【０１０２】第１の方法では、ＦＩＲフィルタを利用し
て、多相補間フィルタを用いて所望のサブピクセル精度
にまで基準波形を補間する。例えば、最も近い１／４ピ
クセルに対する測定を行うために、基準画像を４つの補
間フィルタを用いて４対１でアップサンプル(upsample)
する。この補間は、ｗ個のピクセルの範囲に対して基準
波形で行われる。但し、Ｗは、等式（１３）によって与
えられる。

【０１０３】

【数１３】本発明の例示的な実施形態において、Ｎは１６である。

【０１０４】詳細相関合計(fine correlation summatio
n)は、第１段階の結果と、その両側の隣接ピクセル（例
えば、１／４ピクセル測定については７サブピクセル）
との間で各サブピクセル変位について計算される。

【０１０５】第２の詳細測定方法では、相関関数のピー
クの形は放物線状であり、そのピーク点は、３点で規定
される関数に対して２次曲線を適合することによって推
定可能であると仮定する。この３つの点は、２つのサン
プルの組の間に最良の一致を生じた変位値ｄについての
関数Ｄｉｆｆ（ｘ，ｄ）の値と、ｄ未満の変位値につい
ての上記関数の値と、ｄより大きい変位値についての上
記関数の値とに対応する。

【０１０６】Ｒ０＝Ｄｉｆｆ（ｘ，ｄ−１）、Ｒ１＝Ｄ
ｉｆｆ（ｘ，ｄ）、且つＲ２＝Ｄｉｆｆ（ｘ，ｄ＋１）
であると仮定すると、詳細変位誤差ピーク点Δは、等式
（１４）に示すように、Ｒ０、Ｒ１およびＲ２から求め
られる。

【０１０７】

【数１４】その後、得られたΔに対して、所望の精度（例えば、最
も近い１／４ピクセル）に合わせて丸め処理を行い、こ
れを、第１段階で得られた粗変位（Ｒ０におけるｄの
値）に加算する、またはこれを粗変位から引くことによ
って、最終的な誤差測定値を得る。等式（１５）によっ
て示すように、Ｒ２がＲ０よりも良好な一致を表す場合
には、Δの値をｄに加算し、Ｒ０がＲ２よりも良好な一
致を表す場合には、Δの値をｄから引く。

【０１０８】

【数１５】表１に、許容可能な結果を生じる設定閾値の一例を示
す。水平誤差の最大範囲は、±６ピクセルと仮定し、サ
ンプル領域毎のピクセル数は１６であった。画像ピクセ
ルは、０〜２５５の範囲の８ビット値として表される。

【０１０９】

【表１】例示的な実施形態に関連して本発明を記載したが、上記
請求の範囲から逸脱することなく本発明に改変を加える
ことが可能であることが想定されている。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、光学系における水平結
像装置ミスアラインメントまたは側方色収差（ＬＣＡ）
に起因する様々な色画像のミスレジストレーションおよ
び色収差を検出、測定し、その誤差を自動的に補正する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施形態を含む、画像レジスト
レーションおよび色誤差補正システムを示すブロック図
である。

【図２】図１に示すエッジ測定システムのブロック図で
ある。

【図３Ａ】図２に示すエッジ測定システムにおける使用
に適したエッジロケータを示す、一部論理図ブロック図
である。

【図３Ｂ】図３Ａに示すエッジロケータにおける使用に
適した最大エッジプロセッサを示すブロック図である。

【図４Ａ】図１および図２に示すエッジ測定システムに
おける使用に適したメモリコントローラの一部を示すブ
ロック図である。

【図４Ｂ】図１および図２に示すエッジ測定システムに
おける使用に適したメモリコントローラの一部を示すブ
ロック図である。

【図５】例示的なレジストレーション誤差測定システム
が用いるゾーンの位置を示すイメージ図である。

【図６】画像内で検出されたエッジに関する情報の格納
方法を示すメモリ構造図である。

【図７】図１および図２に示すマイクロプロセッサによ
って行われる処理を示すフローチャートである。

【図８】図７に示す処理を説明するのに有用なデータ構
造図である。

【符号の説明】

１１０エッジ識別プロセッサ１１２マイクロプロセッサ１１４メモリ１１６補正メモリ１１８補間装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者トーマスジェイ．リーコックアメリカ合衆国ニュージャージー 08055，メッドフォード，コリーンコート 11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビデオ信号のレジストレーション誤差お
よび色収差を測定する方法であって、該ビデオ信号は、
少なくとも第１および第２の色信号として表され、該レ
ジストレーション誤差および色収差は、該ビデオ信号か
ら再生された画像の該第１および第２の色信号のミスア
ラインされたエッジとして現れ、該方法は、（ａ）該第１の色信号の第１のＮ個のサンプルの組およ
び該第２の色信号の第２のＮ個のサンプルの組を選択す
る（ここで、Ｎは２よりも大きい整数である）ステップ
と、（ｂ）該第１の色信号の該サンプルの組を分析して、該
第１のサンプルの組が、該画像のエッジを表すＭ個のサ
ンプル（ここで、ＭはＮよりも小さい整数である）を含
むかどうかを判断し、該第１のサンプルの組がエッジを
表すＭ個のサンプルを含むと判断されると、該第１およ
び第２のサンプルの組を格納するステップと、（ｃ）該格納された第１のサンプルの組を、該格納され
た第２のサンプルの組と比較して、該第１のサンプルの
組の該Ｍ個のサンプルと、該第２のサンプルの組のＭ個
の対応するサンプルとの間の変位を決定するステップと
を包含する、方法。
【請求項２】前記ステップ（ａ）が、前記第１のサンプルの組と前記第２のサンプルの組との
間の色バランスの測定値（measure）を計算するステッ
プと、該色バランスの測定が、所定の範囲内にない値を有する
場合、該第１および第２のサンプルの組を捨てるステッ
プとをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記第１および第２のサンプルの組は、
前記画像のラインの画素（ピクセル）を表し、前記ステ
ップ（ａ）は、前記第１の色信号の第３および第４のサンプルの組を選
択するステップをさらに包含し、該第３および第４のサ
ンプルの組の中のサンプルの各々は、該第１のサンプル
の組のそれぞれの画素にすぐ隣接するピクセルに対応
し、該ステップ（ａ）は、該第１、第３および第４のサンプルの組を分析して、該
第１のサンプルの組が、該画像の該ラインに平行なエッ
ジに隣接するか、あるいは該画像の該ラインに斜めに交
差するエッジを表すかを判断するステップと、該第１のサンプルの組が、該平行なエッジに隣接する場
合、あるいは該斜めのエッジを表す場合、該第１、第
２、第３および第４のサンプルの組を捨てるステップと
をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】Ｍは２に等しく、前記ステップ（ｂ）
は、前記第１のサンプルの組のサンプルのうちの連続するサ
ンプル間の差の値を計算するステップと、該計算された差の値の各々を、エッジ閾値と比較するス
テップと、該計算された差の値のいずれかが該エッジ閾値よりも大
きければ、該サンプルの組がエッジを表すことを示すス
テップとを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記ステップ（ｃ）は、前記格納された第１のサンプルの組と、前記格納された
第２のサンプルの組との間の相互相関を行い、該第１お
よび第２のサンプルの組のそれぞれのエッジの間の、最
も近いサンプル間距離への粗変位を識別するステップ
と、該格納された第１のサンプルの組からＭ個のサンプルを
選択し、且つ、該格納された第２のサンプルの組からＭ
個の対応するサンプルを選択するステップとを包含し、
該第２の組からのサンプルの各々は、該第１の組のそれ
ぞれのサンプルから、識別された変位分だけ変位されて
おり、該ステップ（ｃ）は、該第１および第２のサンプルの組の各組のＭ個のサンプ
ルの中の連続するサンプル間に、Ｓ個のサンプル（ここ
で、Ｓは整数である）を補間するステップと、該第１および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個のも
とのサンプルと、補間されたサンプルとの間の相互相関
を行い、該第１のサンプルの組と該第２のサンプルの組
との間の微変位であって、該第１のサンプルの組のＭ個
のサンプルの中心のサンプルから該もとのサンプルまで
の１つのサンプル間距離よりも小さい微変位を識別する
ステップと、該粗変位と該微変位とを組み合わせて、前記ビデオ信号
の前記レジストレーション誤差および色収差誤差の測定
値を得るステップとをさらに包含する、請求項１に記載
の方法。
【請求項６】前記ステップ（ｃ）は、前記格納された第１のサンプルの組と、前記格納された
第２のサンプルの組との間の相互相関を行い、該第１お
よび第２のサンプルの組のそれぞれのエッジの間の、最
も近いサンプル間距離への粗変位を識別し、該相互相関
で考慮される各変位での相関値を格納するステップと、識別された変位に対応する相関値を含む該格納された相
関値のうちの少なくとも３つの相関値を選択するステッ
プと、該選択された相関値に放物曲線を適合するステップと、該放物曲線の最大点を微変位として判断するステップ
と、該粗変位と該微変位とを組み合わせて、前記ビデオ信号
の前記レジストレーション誤差および色収差誤差の測定
値を得るステップとを包含する、請求項１に記載の方
法。
【請求項７】前記ステップ（ｃ）は、前記格納された第１のサンプルの組と前記格納された第
２のサンプルの組との間のそれぞれ異なる変位につい
て、該格納された第１のサンプルの組のＭ個のサンプル
と、該格納された第２のサンプルの組のＭ個のサンプル
との間のそれぞれの絶対差の合計の測定値を生成するス
テップと、粗変位を、他のすべての絶対差の測定値の合計と等しい
かあるいはそれよりも小さい、絶対差の測定値の合計と
して識別するステップと、該格納された第１のサンプルの組からＭ個のサンプルを
選択し、且つ、該格納された第２のサンプルの組からＭ
個の対応するサンプルを選択するステップとを包含し、
該第２の組からのサンプルの各々は、該第１の組のそれ
ぞれのサンプルから該粗変位の分だけ変位されており、
該ステップ（ｃ）は、該第１および第２のサンプルの組の各組のＭ個のサンプ
ルの中の連続するサンプルの間に、Ｓ個のサンプル（こ
こで、Ｓは整数である）を補間するステップと、該第１および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個のも
とのサンプルとＳ個の補間されたサンプルとの間の相互
相関を行い、該第１のサンプルの組と該第２のサンプル
の組との間の微変位であって、該第１のサンプルの組の
Ｍ個のサンプルの中心のサンプルから該もとのサンプル
までの１つのサンプル間距離よりも小さい微変位を識別
するステップと、該粗変位と該微変位とを組み合わせて、該ビデオ信号の
該レジストレーション誤差および色収差誤差を得るステ
ップとをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】前記ステップ（ｃ）は、前記格納された第１のサンプルの組と前記格納された第
２のサンプルの組との間のそれぞれの異なる変位につい
て、該格納された第１のサンプルの組のＭ個のサンプル
と、該格納された第２のサンプルの組のＭ個のサンプル
との間のそれぞれの絶対差の合計の測定値を生成するス
テップと、粗変位を、他のすべての絶対差の測定値の合計よりも小
さいかあるいはそれと等しい、絶対差の測定値の合計と
して識別するステップと、該粗変位に対応する測定値を含む絶対差の合計の測定値
のうちの少なくとも３つの測定値を選択するステップ
と、該選択した測定値に放物曲線を適合するステップと、該放物曲線の最小点を、該識別された変位と組み合わせ
るべき部分サンプル間距離として判断し、測定変位値を
生成するステップとを包含する、請求項１に記載の方
法。
【請求項９】ビデオ信号のレジストレーション誤差お
よび色収差を測定するための装置であって、該ビデオ信
号は、少なくとも第１および第２の色信号として表さ
れ、該レジストレーション誤差および色収差は、該ビデ
オ信号から再生された画像の該第１および第２の色信号
のミスアラインされたエッジとして現れ、該装置は、該第１の色信号の第１のＮ個のサンプルの組および該第
２の色信号の第２のＮ個のサンプルの組を選択する（こ
こで、Ｎは２よりも大きい整数である）手段と、ビデオメモリと、該第１の色信号の該サンプルの組を分析して、該第１の
サンプルの組が、該画像のエッジを表すＭ個のサンプル
（ここで、ＭはＮよりも小さい整数である）を含むかど
うかを判断し、該第１のサンプルの組がエッジを表すＭ
個のサンプルを含むと判断されると、該第１および第２
のサンプルの組を格納する手段と、該格納された第１のサンプルの組を、該格納された第２
のサンプルの組と比較して、該第１のサンプルの組の該
Ｍ個のサンプルと、該第２のサンプルの組のＭ個の対応
するサンプルとの間の変位を決定する手段とを含む、装
置。
【請求項１０】前記選択する手段は、前記第１のサンプルの組と前記第２のサンプルの組との
間の色バランスの測定値を計算する手段と、該色バランスの測定値が、所定の範囲内にない値を有す
る場合、該第１および第２のサンプルの組の前記メモリ
への記憶を禁止する手段とをさらに含む、請求項９に記
載の装置。
【請求項１１】前記第１および第２のサンプルの組
は、前記画像のラインの画素（ピクセル）を表し、前記
選択する手段は、前記第１の色信号の第３および第４のサンプルの組を選
択する手段をさらに含み、該第３および第４のサンプル
の組の中のサンプルの各々は、該第１のサンプルの組の
それぞれの画素にすぐ隣接するピクセルに対応し、該選
択する手段は、該第１、第３および第４のサンプルの組を分析して、該
第１のサンプルの組が、該画像の該ラインに平行なエッ
ジに隣接するか、あるいは該画像の該ラインに斜めに交
差するエッジを表すかを判断する手段と、該第１のサンプルの組が、該平行なエッジに隣接する
か、あるいは該斜めのエッジを表すと判断された場合、
該第１、第２、第３および第４のサンプルの組の格納を
禁止する手段をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】Ｍは２に等しく、前記分析する手段
は、前記第１のサンプルの組のサンプルのうちの連続するサ
ンプル間の差の値を計算する手段と、該計算された差の値の各々を、エッジ閾値と比較する手
段であって、該計算された差の値のいずれかが該エッジ
閾値よりも大きければ、該サンプルの組がエッジを表す
ことを示す手段とを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】前記比較する手段は、前記格納された第１のサンプルの組と、前記格納された
第２のサンプルの組との間の相互相関を行い、該第１お
よび第２のサンプルの組のそれぞれのエッジの間の、最
も近いサンプル間距離への粗変位を識別する第１の相関
手段と、該格納された第１のサンプルの組からＭ個のサンプルを
選択し、且つ、該格納された第２のサンプルの組からＭ
個の対応するサンプルを選択する手段とを含み、該第２
の組からのサンプルの各々は、該第１の組のそれぞれの
サンプルから、識別された変位分だけ変位されており、
該比較する手段は、該第１および第２のサンプルの組の各組のＭ個のサンプ
ルの中の連続するサンプル間に、Ｓ個のサンプル（ここ
で、Ｓは整数である）を補間する手段と、該第１および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個のも
とのサンプルと、補間されたＳ個のサンプルとの間の相
互相関を行い、該第１のサンプルの組と該第２のサンプ
ルの組との間の微変位であって、該第１のサンプルの組
のＭ個のサンプルの中心のサンプルから該もとのサンプ
ルまでの１つのサンプル間距離よりも小さい微変位を識
別する第２の相関手段と、該粗変位と該微変位とを組み合わせて、前記ビデオ信号
の前記レジストレーション誤差および色収差誤差の測定
値を得る手段とをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】前記比較する手段は、前記格納された第１のサンプルの組と、前記格納された
第２のサンプルの組との間の相互相関を行い、該第１お
よび第２のサンプルの組のそれぞれのエッジの間の、最
も近いサンプル間距離への粗変位を識別し、該相互相関
で考慮される各変位での相関値を格納する手段と、識別された変位に対応する相関値を含む該格納された相
関値のうちの少なくとも３つの相関値を選択する手段
と、該選択された相関値に放物曲線を適合する手段と、該放物曲線の最大点を微変位として判断する手段と、該粗変位と該微変位とを組み合わせて、前記ビデオ信号
の前記レジストレーション誤差および色収差誤差の測定
値を得る手段とを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】前記比較する手段は、前記格納された第１のサンプルの組と前記格納された第
２のサンプルの組との間のそれぞれ異なる変位につい
て、該格納された第１のサンプルの組のＭ個のサンプル
と、該格納された第２のサンプルの組のＭ個のサンプル
との間のそれぞれの絶対差の合計の測定値を生成する手
段と、粗変位を、他のすべての絶対差の測定値の合計と等しい
かあるいはそれよりも小さい、絶対差の測定値の合計と
して識別する手段と、該格納された第１のサンプルの組からＭ個のサンプルを
選択し、且つ、該格納された第２のサンプルの組からＭ
個の対応するサンプルを選択する手段とを含み、該第２
の組からのサンプルの各々は、該第１の組のそれぞれの
サンプルから該粗変位の分だけ変位されており、該比較
する手段は、該第１および第２のサンプルの組の各組のＭ個のサンプ
ルの中の連続するサンプルの間に、Ｓ個のサンプル（こ
こで、Ｓは整数である）を補間する手段と、該第１および第２のサンプルの組のそれぞれのＭ個のも
とのサンプルとＳ個の補間されたサンプルとの間の相互
相関を行う手段であって、該第１のサンプルの組と該第
２のサンプルの組との間の微変位であって、該第１のサ
ンプルの組のＭ個のサンプルの中心のサンプルから該も
とのサンプルまでの１つのサンプル間距離よりも小さい
微変位を識別する手段と、該粗変位と該微変位とを組み合わせて、該ビデオ信号の
該レジストレーション誤差および色収差誤差を得る手段
とをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１６】前記比較する手段は、前記格納された第１のサンプルの組と前記格納された第
２のサンプルの組との間のそれぞれの異なる変位につい
て、該格納された第１のサンプルの組のＭ個のサンプル
と、該格納された第２のサンプルの組のＭ個のサンプル
との間のそれぞれの絶対差の合計の測定値を生成する手
段と、粗変位を、他のすべての絶対差の測定値の合計よりも小
さいかあるいはそれと等しい、絶対差の測定値の合計と
して識別する手段と、該粗変位に対応する測定値を含む絶対差の合計の測定値
のうちの少なくとも３つの測定値を選択する手段と、該選択した測定値に放物曲線を適合する手段と、該放物曲線の最小点を、該識別された変位と組み合わせ
るべき部分サンプル間距離として判断し、測定変位値を
生成する手段とを含む、請求項９に記載の装置。