JPS6129196B2 - - Google Patents

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JPS6129196B2
JPS6129196B2 JP52104000A JP10400077A JPS6129196B2 JP S6129196 B2 JPS6129196 B2 JP S6129196B2 JP 52104000 A JP52104000 A JP 52104000A JP 10400077 A JP10400077 A JP 10400077A JP S6129196 B2 JPS6129196 B2 JP S6129196B2
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JP
Japan
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signal
horizontal period
color
color signal
signals
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JP52104000A
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JPS5437533A (en
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Fumio Nagumo
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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Priority to AU39047/78A priority patent/AU517946B2/en
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Priority to CA309,837A priority patent/CA1124840A/en
Priority to NL7808918A priority patent/NL7808918A/xx
Priority to FR7825084A priority patent/FR2402369B1/fr
Priority to AT0628878A priority patent/AT381200B/de
Priority to GB7835002A priority patent/GB2005511B/en
Priority to DE19782837893 priority patent/DE2837893A1/de
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Publication of JPS6129196B2 publication Critical patent/JPS6129196B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
    • H04N23/843Demosaicing, e.g. interpolating colour pixel values

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はカラー撮像装置に関し、特にその輝
度信号の形成方法に係る。
カラー撮像装置として、第1の色信号例えば緑
の色信号は各水平期間で得、第2及び第3の色信
号例えば赤及び青の色信号は、1水平期間毎に交
互に得るようにしたものがある。
第1図〜第4図は、この種のカラー撮像装置の
一例を示すもので、これは、撮像素子を2個用
い、撮像素子より得られた信号からNTSC方式の
信号を得る場合の例で、撮像素子としては、例え
ばCCD(チヤージカツプルドデパイス)を用い
た固体撮像装置を使用している。
この固体撮像装置は、第1図に示すように、画
面の水平方向に対応する方向にm個で、画面の垂
直方向に対応する方向にN個の画素部分を有する
撮像部1と、同様の構成の蓄積部2と、mビツト
分の出力シフトレジスタ3とからなつており、各
垂直走査区間TSにおいて、被写体の撮像により
撮像部1にチヤージが与えられ、第2図に示すよ
うに、これが、次の、垂直同期信号SVを含む垂
直帰線区間TB内で転送開始のマーカー信号MT
続くn個の転送パルスCAによつて各ライン位置
毎に蓄積部に順次高速で転送され、全部転送され
たら、次の垂直走査区間TSにおいて、その各水
平帰線区間内の水平同期信号SHの後の時点にお
いて転送パルスCBによつて1ライン分づつ順次
出力シフトレジスタ3に転送され、出力シフトレ
ジスタ3からそれぞれの水平走査区間において転
送パルスCOによつてmビツト分づつ直列的に読
み出され、これが出力取出部4から取出されるよ
うになつている。なお、各転送パルスCA、CB
Oは、この例では、それぞれ3相のクロツクパ
ルスCA1、CA2及びCA3、CB1、CB2及びCB3
O1、CO2及びCO3で構成される。
第3図は、このカラー撮像装置の信号処理回路
の一例で、5及び6がそれぞれ固体撮像装置であ
る。
そして、この例では、固体撮像装置5の撮像部
1の前面側には、第4図Aに示すように、緑色光
のみを透過する緑用フイルタFGがすべての画素
に対して対応するようにされた色フイルタ7が配
され、固体撮像装置6の撮像部1の前面側には、
第4図Bに示すように、1つおきの水平方向の画
素の行に対しては赤色光のみを透過する赤用スト
ライプフイルタFRが、残りの1つおきの水平方
向の画素の行に対しては青色光のみを透過する青
用ストライプフイルタFBが、それぞれ対応する
ようにされた色フイルタ8が配されている。
従つて、固体撮像装置5よりは、すべての水平
期間で緑の色信号Gが得られ、固体撮像装置6よ
りは、赤の色信号Rと青の色信号Bとが1水平期
間毎に交互に得られる。
またこの場合、例えば固体撮像装置5と6とが
水平方向にずらされて、固体撮像装置5より得ら
れる色信号Gと固体撮像装置6より得られる色信
号R及び色信号Bとの搬送波の位相がπだけずれ
るようになされている。
そして、固体撮像装置5よりの色信号Gはγ補
正回路9にてγ補正された後、レベル調整器10
を通じて合成器11に供給されるとともにレベル
調整器12を通じて合成器13に供給される。
一方、固体撮像装置6よりの色信号Rあるいは
色信号Bは、γ補正回路14にてγ補正された
後、そのままスイツチ回路15の一方の入力端に
供給されるとともに1水平周期遅延させる遅延回
路16を通じてスイツチ回路15の他方の入力端
に供給される。そして、このスイツチ回路15が
水平同期信号SHに同期した信号SCにより1水平
期間毎に、図のA側とB側とに交互に切換えられ
て、一方及び他方の出力端に、それぞれ一方及び
他方の入力端の信号が1水平期間毎に交互に取り
出される。従つて、スイツチ回路15の一方の出
力端よりは常に例えば赤の色信号Rが、他方の出
力端よりは常に青の色信号Bが、それぞれ各水平
期間で取り出される。そして、このスイツチ回路
15よりの赤の色信号Rが、レベル調整器17を
通じて合成器11に供給されるとともにレベル調
整器18を通じて合成器13に供給され、青の色
信号Bがレベル調整器19を通じて合成器11に
供給されるとともにレベル調整器20を通じて合
成器13に供給される。
そして、合成器11においては、固体撮像装置
6より赤の色信号Rが得られる1つおきの水平期
間HAでは、その水平期間HAで得られる緑の色信
号G及び赤の色信号Rと、それより1水平周期前
の水平期間の青の色信号BHが合成されて、 0.59G+0.3R+0.11BH=YA なる輝度信号YAが、この合成器11より得ら
れ、青の色信号が得られる残りの1つおきの水平
期間HBでは、その水平期間HBで得られる緑の色
信号G及び青の色信号Bと、それより1水平周期
前の水平期間の赤の色信号RHとが合成されて、 0.59G+0.3RH+0.11B=YB なる輝度信号MBが、この合成器11より得られ
る。
また合成器13においては、水平期間HA
は、その水平期間HAで得られる緑の色信号G及
び赤の色信号Rと1水平周期前の水平期間の青の
色信号BHが、1:0.5:0.5の比で合成され、水
平期間HBでは、その期間HBでの緑の色信号G及
び青の色信号Bと1水平周期前の水平期間の赤の
色信号RHが1:0.5:0.5の比で合成される。前
述したように、緑の色信号Gに対して、赤及び青
の色信号R及びBは、その搬送波の位相がπだけ
ずれているから各色信号G、R、Bのレベルが相
等しいときは、これら信号をG:R:B=1:
0.5:0.5で合成すれば、その搬送波成分は除去さ
れる。
従つて、合成器13よりは各水平期間HA及び
Bで、搬送波成分が除去された合成信号SMが得
られる。
そして、合成器11より得られる輝度信号YA
あるいはYBはローパスフイルタ21に供給され
て、これよりはその高域成分、従つて主として搬
送波成分が除去された低域成分のみからなる信号
Lが得られる。また合成器13より得られる信
号SMはハイパスフイルタ22に供給されてこれ
よりその高域成分からなる信号YHが取り出され
る。そして、信号YLと信号YHが合成器23で合
成されて、これより搬送波成分の除去された輝度
信号が得られる。
また、γ補正回路9よりのγ補正された緑の色
信号Gとγ補正回路14よりのγ補正された赤の
色信号Rあるいは青の色信号Bとが合成器24に
供給されて、これよりは、1つおきの水平期間H
Aでは差信号R−Gが、残りの1つおきの水平期
間HBでは差信号B−Gが、それぞれ得られる。
そして、この合成器24の出力がそのまま合成器
27に供給されるとともに、それぞれ1水平周期
遅延させる遅延回路25及び26を通じて2水平
周期遅延されて合成器27に供給されて、この合
成器27よりはその水平期間で得られる差信号
と、それより2水平周期前の水平期間で得られる
差信号とが合成され、その合成出力がレベル調整
器28を通じてスイツチ回路29の一方の入力端
に供給される。一方、このスイツチ回路29の他
方の入力端には、合成器24よりの出力が遅延回
路25を通じて1水平周期遅延された信号が供給
される。即ち、水平期間HAでは、スイツチ回路
29の一方の入力端には、その水平期間HAで得
られる差信号R−Gと、それより2水平周期前の
水平期間(やはりHA)で得られる差信号(R−
G)2Hとの合成出力がレベル調整されて、
(R−G)+(R−G)2H/2とされた信号が、スイ
ツチ回 路29の他方の入力端には、それより1水平周期
前の水平期間での差信号(B−G)Hが、それぞれ
供給される。一方、水平期間HBでは、スイツチ
回路29の一方の入力端には、その水平期間で得
られる差信号B−Gと、それより2水平周期前の
水平期間で得られる差信号(B−G)2Hとの合
成出力がレベル調整されて(B−G)+(B−G)2H
/2と された信号が、他方の入力端には、それより1水
平周期前の水平期間での差信号(R−G)Hが、そ
れぞれ供給される。
そして、このスイツチ回路29が、スイツチ回
路15と同様に切換信号SCにより1水平期間毎
に交互にA側とB側とに切換えられて、一方の出
力端よりは例えば常に差信号R−Gが、他方の出
力端よりは常に差信号B−Gが、それぞれ得られ
る。
そして、このスイツチ回路29よりの差信号R
−G及びB−Gは、それぞれNTSC変換回路30
に供給される。この変換回路30においては、差
信号R−Gにより、搬送周波数sで位相が第5
図に示すように、B−Y軸に対して103度進んだ
信号C1が振幅変調され、差信号B−Gにより、
搬送周波数sで位相が第5図に示すようにB−
Y軸に対して13度遅れた信号C2が振幅変調さ
れ、これら振幅変調されて得られた信号MR-G
びMB-Gが合成されて取り出される。
この場合、信号MR-Gは、赤の色信号Rにより
信号C1が変調されたものMRと緑の色信号Gによ
り信号C1の逆相の信号が変調されたものMG1との
合成信号であり、信号MB-Gは、青の色信号Bに
より信号C2が変調されたものMBと緑の色信号G
により信号C2の逆相の信号が変調されたものMG2
との合成信号であり、信号MR-Gと、信号MB-G
合成信号は、信号MRと、信号MBと、信号MG1
G2を合成したものである。そして、この信号M
G1及びMG2は、第5図の破線で示すような位相を
有するものであるから、これら信号MG1とMG2
適当な割合で合成されることにより、周波数s
で位相がB−Y軸に対して241度進相した信号C3
が緑の色信号Gで振幅変調された信号MGが得ら
れる。
即ち、NTSC変換回路30よりは、NTSC方式
に変換された搬送色信号が得られる。
こうして、変換回路30より得られた搬送色信
号が合成器31に供給されて、合成器23よりの
輝度信号と合成され、さらに端子32よりの同期
信号と合成されて取り出される。
以上のようにして、この第3図のカラー撮像装
置によれば、赤及び青の色信号が線順次で取り出
されるものから、良好にNTSCテレビジヨン信号
を得ることができる。しかも、色信号系の合成器
27において、そのときの色信号と2水平周期前
の色信号とを合成するようにしているので、垂直
方向の色ぶち、色はみ出しを防止することができ
るという効果もある。
ところが、この第3図例の装置では、輝度信号
形成用の赤の色信号R及び青の色信号Bは、固体
撮像装置6よりの線順次撮像出力を単に1水平周
期遅延させる遅延回路16とスイツチ回路15を
用いて同時化した信号であるため、輝度低域(水
平方向にとつて低域)信号中に偽信号が発生する
欠点がある。
即ち、この輝度低域信号の偽信号は、赤の色信
号や青の色信号が垂直方向に変化する部分で発生
するもので、この偽信号について説明する。
第6図Aは、垂直方向に変化する被写体の一例
で、この例は、説明を容易にするため、赤の色信
号Rと青の色信号Bとが互いに逆に、互いに補う
ように変化するものである。従つて、輝度は第7
図Aに示すように一定で変化はないはずである。
ところが、第3図の装置では、単に遅延回路1
6とスイツチ回路15とにより、赤の色信号Rと
青の色信号Bとを同時化しているため、第6図B
に示すように、スイツチ回路15の出力信号は線
順次信号としての特徴をそのまま残しており、両
出力信号の変化のタイミングは互いに逆相であ
る。赤の色信号と青の色信号は、互いに同量、同
相で変化する場合には、これを合成すれば、搬送
波成分は互いに打ち消し合うが、このように逆相
で変化する場合には、逆に強め合うことになり、
これを合成した信号には、第7図Bに示すように
リツプル性の偽信号が重畳されてしまう。
この発明は、この輝度信号中の偽信号を抑圧で
きるようにしたもので、以下、この発明によるカ
ラー撮像装置の一例を第8図を参照しながら説明
しよう。
この第8図の例において、色信号系は第3図の
例と全く同様であるため説明は省略する。
即ち、この発明においては、γ補正回路9より
のγ補正された緑の色信号Gは、遅延回路33に
供給されて1水平周期遅延され、この遅延された
信号が、レベル調整器34を通じて合成器35に
供給されるとともにレベル調整器36を通じて合
成器37に供給される。
また、γ補正回路14よりの赤及び青の色信号
R及びBは、レベル調整器38を通じて合成器3
7に供給され、さらに、遅延回路25よりの差信
号R−G及びB−Gがレベル調整器39を通じて
この合成器37に供給される。
そして、この合成器37においては、1つおき
の水平期間HAでは、それより1水平周期前の水
平期間での緑の色信号GH及び差信号(B−G)H
と、その水平期間HAでの赤の色信号Rが、GH
R:(B−G)H=1.5:0.5:0.5の比べ合成され、
残りの1つおきの水平期間HBでは、それより1
水平周期前の水平期間での緑の色信号G′H及び差
信号(R−G)Hと、その水平期間HBでの青の色
信号Bが、G′H:B:(R−G)H=1.5:0.5:0.5
の比で合成される。これは緑の色信号Gと赤の色
信号Rと青の色信号Bとについてみれば、それぞ
れ、G:R:B=1:0.5:0.5で合成されたこと
になり、この合成器37よりは、第3図の例と同
様に搬送波成分がキヤンセルされた信号S′Mが得
られる。そしてこの信号S′Mがハイパスフイルタ
22に供給されて、これより輝度信号の高域成分
Hが得られ、これが合成器23に供給される。
また、合成器35には、スイツチ回路29より
の差信号R−Gがレベル調整器40を通じて供給
されるとともに、スイツチ回路29よりの差信号
B−Gがレベル調整器41を通じて供給される。
そして、この合成器35において、1つおきの
水平期間HAのある水平期間HNでは、それより1
水平周期前の水平期間HN-1での緑の色信号GN-1
及び差信号BN1―GN1と、その水平期間HNでの
差信号RN―GNとそれより2水平周期前の水平期
間HN2での差信号RN2―GN2との合成信号の1/
2倍の信号即ち、両信号の平均をとつた信号が
1:0.11:0.3の比で合成されて、これよりは、 GN1+0.3 {(R―G)+(R―G)/2} +0.11(BN1―GN1) =0.59GN1+0.3R+R/2+0.11BN1 +0.3(GN1−G+G/2) =YAA なる信号YAAが得られる。
また、残りの1つおきの水平期間HBの、水平
期間HNの次の水平期間HN+1では、それより1水
平期間前の水平期間HNでの緑の色信号GN及び差
信号RN−GNと、その水平期間HN+1での差信号
N+1−GN+1とそれより2水平周期前の水平期間
N1での差信号BN1−GN1との合成信号の1/2
倍の信号即ち、両信号の平均をとつた信号が、合
成器35において同様に、1:0.3:0.11の比で
合成されて、これより、 GN+0.3(RN−GN)+0.11 {(BN+1−GN+1)+(B−G
/2} =0.59GN+0.3RN+0.11(BN+1+B)/2 +0.11(GN−G+GN+1/2 =YBB なる信号YBBが得られる。
これら信号YAA及びYBBの第3項までの成分に
着目すれば、これは輝度信号成分にほかならな
い。
しかも、この場合には、赤あるいは青の色信号
が得られない期間には、第3図の例のように単に
1水平周期前の信号を同時化して使用するのでは
なく、その期間より1水平周期前と後の信号とか
ら形成した信号を使用するようになつている。こ
れは、見かけ上、第6図Cに黒丸で示すように、
固体撮像装置6より1水平周期おきに得られる赤
の色信号R及び青の色信号Bの間に内挿されるよ
うになされたものである。
従つて、図からも明らかなように、見かけ上、
赤の色信号Rと青の色信号Bの変化のタイミング
はほぼ同相となり、合成器35において合成され
た信号は、第7図Cに示すように輝度信号の偽信
号が充分に抑圧されたものとなる。
また、信号YAA及びYBBの第4項目の成分は、
この場合、色信号G成分のアパーチヤー補正量そ
のものである。即ち、第9図に示すように、成分
N1−G+G/2は信号GN1を図の矢印A
で示す ように引き上げ、成分GN+1−G+GN+2/2は信
号GN+1 を図の矢印Bで示す方向に引き下げる効果が
ある。従つて、その分だけ垂直解像度が改善され
るものである。
こうして得られた信号YAA及びYBBはローパス
フイルタ21を通じて合成器23に供給され、ハ
イパスフイルタ22よりの信号と合成されて、こ
れより輝度信号が得られる。
以上述べたように、この発明によれば、赤の色
信号及び青の色信号として、これら信号が得られ
ない期間には、その1水平周期前後の信号から形
成した信号を内挿するようにしたので、見かけ
上、第3図の例の場合の信号の変化の周波数が2
倍で、しかも赤の色信号Rと青の色信号Bが同相
で変化するようになり、輝度信号中の偽信号によ
る歪が大幅に改善されるものである。
しかも、図の例の場合には、信号YAA及びYBB
に垂直解像度をを改善する成分が含まれ、これに
より、線順次で得られる信号例えば赤の色信号と
青の色信号とが、その線順次性や上述の内挿処理
によつて低下した解像度が、補償される。この場
合、補償成分は緑の色信号専用のものであるが、
輝度信号中、緑の色信号成分が一番影響すること
から実用上、この緑の色信号専用の成分で充分補
償することができる。
従つて、少なくとも白黒の画面では、赤と青の
色信号を線順次で得る場合の垂直解像度の劣化を
完全に補償することができる。
なお、図の例においては、それぞれインターレ
ースしない場合について説明したが、インターレ
ースする場合にもこの発明が適用できることは勿
論である。その場合には、色フイルタ8は第10
図に示すように、隣り合う2行ずつの画素に対し
て赤あるいは青のストライプフイルタFRあるい
はFBが、それぞれ対応するようになされる。
また、上述の例では撮像素子としての固体撮像
装置を2個使用した場合について述べたが、この
発明は、撮像素子が1個の場合にも適用できる。
その場合には、撮像素子と被写体との間に設けら
れる色フイルタは、第11図に示すようなものと
され、撮像素子よりは1つおきの水平期間では緑
の色信号Gと赤の色信号Rが、残りの1つおきの
水平期間では緑の色信号Gと青の色信号Bが、そ
れぞれ得られるようなものとされる。なお、第1
1図の例はインターレースをも考慮したものであ
る。
さらに撮像素子としては固体撮像素子だけでな
く、ビジコン管等の撮像管を使用することもでき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は固体撮像装置の一例を説明
するための図、第3図は従来のカラー撮像装置の
一例の系統図、第4図はその色フイルタの一例の
平面図、第5図はその説明のための図、第6図及
び第7図は従来の装置とこの発明装置の効果を比
較して説明するための図、第8図はこの発明装置
の一例の系統図、第9図はその説明のための図、
第10図及び第11図は色フイルタの他の例を示
す平面図である。 5及び6は固体撮像装置、7及び8はその色フ
イルタ、25,26及び33は1水平周期遅延さ
せる遅延回路、35は輝度信号形成用の合成器で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ある1つおきの水平期間では第1及び第2の
    色信号が、残りの1つおきの水平期間では第1及
    び第3の色信号が、それぞれ得られる撮像部と、 上記ある1つおきの水平期間では上記第2の色
    信号と第1の色信号との差信号である第1の色差
    信号を、上記残りの1つおきの水平期間では上記
    第3の色信号と第1の色信号との差信号である第
    2の色差信号を、それぞれ発生する減算手段と、 この減算手段の出力が供給される第1及び第2
    の1水平期間の遅延回路の直列回路と、 上記第1の遅延回路の入力と上記第2の遅延回
    路の出力とを加算する加算回路と、 この加算回路の出力と上記第1の遅延回路の出
    力が供給され、その一対の出力にそれぞれ上記第
    1及び第2の色差信号が得られるようにしたスイ
    ツチ回路と、 上記第1の色信号を1水平期間遅延させる第3
    の遅延回路とを有し、 上記スイツチ回路の一対の出力と上記第3の遅
    延回路の出力を所定の比で合成することによつて
    輝度信号を得るようにしたカラー撮像装置。
JP10400077A 1977-08-30 1977-08-30 Color pickup unit Granted JPS5437533A (en)

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JP10400077A JPS5437533A (en) 1977-08-30 1977-08-30 Color pickup unit

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JPS6129196B2 true JPS6129196B2 (ja) 1986-07-04

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ID=14369008

Family Applications (1)

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