JPS6159992A - 映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、映像信号の処理回路に係り、特に固体撮像素
子を用いたビデオカメラに好適な映像信号処理回路に関
する。

〔発明の背景〕

固体撮像素子を用いたカラービデオカメラが近年さかん
に開発されているが、その中で代表的なものの一つに、
テレビジョン学会技術報告Ｖｏ１．４　、　Ｎｎ４１　
（１９８１，２）第１〜６頁に記載されたｒＭｏＳ形単
板カラーカメラ」が知られている。このカラーカメラの
撮像素子とその周辺部を第６図に示す。この撮像素子は
、全色透過Ｗ。

シアン透過（Ｃｙ）、グリーン透過（Ｇ）、イエロー透
過（Ｙｅ）の４ａｌ類の絵素から成る。横方向のピッチ
は、これを走査して得られる信号の周波数で表して７．
２ＭＨｚ相当となっている。絵素な走査する方法は、垂
直シフトレジスタ６２及びインタレース回路６３により
、垂直走査を２行づつ、たとえば１本目の走査は第１行
と第２行、２本目の走査は第３行と第４行、３本目の走
査は第５行と第６行・・・、といった具合忙行われる。

これを２行同時読み出しと呼んでいる。水平走査は、絵
素の横方向の配列順序に従って水平シフトレジスタ６１
により７．２　ＭＨｚで走査される。輝度信号Ｙと二つ
の色信号Ｒ，Ｂは、図示のごとく各絵素に対応した４ｆ
１類の信号（それぞれＷ。

Ｃｙ　、　Ｇ　、　Ｙｅと表す）の加減、ＷＫよって得
られるが、特にＹ信号くついては、４ｆｉｌｔ類の信号
の加算によって得ていることから、次の性質を有する。

Ｙ信号を水平走査の時系列で見ると（Ｗ＋Ｇ）。

（Ｃｙ＋Ｙｅ）、　（Ｇ＋Ｗ）　、　（Ｙｅ−１−Ｃｙ
）、　（Ｗ＋Ｇ）・・・・・・・・・といった具合に縦
方向に隣り合った２種類の絵素の信号が混合されて７．
２ＭＨｚで出力される。ここで上記の（Ｗ＋Ｇ’）と（
Ｃｙ　＋Ｙｅ　）をｒ　＋　ｇ　ｒ　ｂ三原色組成に分
解してみると、どちらも２ｒ＋４ｇ＋２ｂから成ること
が分る。このことは、即ちＹ信号の横方向のサンプリン
グ周波数は７．２　ＭＨｚであり、この撮像素子ではモ
ノクロ撮像素子にｉしい３．６　Ｍｕｚ相当の高い水平
解像度が得られることを意味する。このように２行同時
読み出しは、４種類もの多くの種類の絵素を用いながら
も、Ｙ信号についての基本サンプリング周期な絵素配列
の最小ピッチに等しい短いピッチに留めることを可能と
し、よって高い水平解像度が実現できる特長を有する。

ところで、このような２行同時読み出し方式の撮像素子
においても、例えば、第７図に示すような画面の上下で
白黒の境界がくっきりしたパターンを撮影した場合、そ
の境界部においては２行同時読み出しの効果が発揮され
ないことがあり、半分の１．８ＭＨｚ相当のキャリアを
生ずる。

このため再生画面では、この境界部につぶつぶの濃淡が
見えたり、境界がぎざぎざして見えたりするという現象
を呈する。その理由は、例えば、第６図に示した撮像素
子で上記境界が丁度第１行と第２行の中間に位置するよ
うに同時に読み出す工性の中間に位置する場合、二つの
行を同時読み出ししても、片方の行の絵素には光が入射
していないか、あるいはきわめて少ないから、実質的に
は光が入射している一行だけの走査と同等となる。その
結果、その−行の絵素のくり返し周期で決まるキャリア
が発生し、この場合にはＷ　＋０Ｍ　Ｉ　Ｇ　、Ｙｅの
各信号量は異なるので、１．８ＭＨｚのキャリア成分が
生ずることとなる。

また、工賃同時読み出し方式の他の撮像素子を用いた例
を第８図に示す。このような撮像装置は、例えば、テレ
ビジ１ン学会誌ＶＯ１，３７、ｌ’ｈｌ　Ｏ（１９８３
，１０月）第８４０〜８４６頁に示されているようＫ　
−Ｗ　ｅ　Ｃｙ　ｅ　Ｙｅの３種類の絵素な１行毎に１
／２ピツチずらして配置し、これを２行同時読み出しす
ることにより高い水平解像度を得ようとするものである
。同図において、８１は水平方向に各絵素の信号を順次
読み出すための水平走査回路であり、第６図の水平シフ
トレジスタ６１と同様のものである。８３は２個ずつの
１／２ピツチずれた絵素な同時に読み出すために生ずる
時間的なずれを補正するための遅延回路である。サンプ
リング回路８５では、周波数２．４ＭＨｚ、６相のサン
プリングパルスによつ’（３種類の絵素の信号を分離し
、その後演算処理して色信号を得る。

このような撮像装置においても、第７図に示したような
パターンを撮影し、黒白の境界が例えばｆａ１行と第２
行の中間圧位置した場合には、前述したのと同様の原理
により、輝度信号に２゜４ＭＨｚの妨害が生じ、再生画
面ではこの部分に「つぶつぶ」又は「ぎざぎざ」が現れ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来の問題点を解決し、画像
のと下にはつきりした境界があっても、境界部に「つぶ
つぶ」や「ぎざぎざ」を生ずることのない、あるいは、
軽減できる信号処理回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために本発明は、上記の「つぶつ
ぶ」または「ぎざぎざ」の妨害は、画像にくっきりした
上下の境界がある部分で生ずるという性質、及び、この
妨害の周波数が撮像素子の絵素配列のくり返しで決まる
特定の周波数になるという性質に着目したものであって
、画像のＥ下の境界すなわち垂直輪郭の有無を検出する
検出手段と、輝度信号が通過する経路に設けられ、上記
妨害の周波数近傍の特定周波数域または、妨害周波数を
含むそれ以上の高周波域の通過な阻止あるいは制限する
信号制限手段とを設け、検出手段の検出信号によって信
号制限手段の動作を制御するものである。このようにす
ることにより、画像の上下にくっきりした境界がない部
分の映像信号は１通過する周波数特性に何ら制限がない
ので、水平解像度を劣化させることなく妨害を有効に除
去することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例によって詳細に説明する
。第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図であり
、３は撮像素子、４は撮像素子３の出力信号から輝度信
号を生成する輝度信号生成回路、５は同じ（撮像素子３
の出力信号から色信号を生成する色信号生成回路である
。

これらの各回路°は、第６図あるいは第８図に示したよ
うな回路である。１は画像の垂直方向の輪郭の有無を検
出する垂直輪郭検出手段、２は上記した妨害周波数を含
む特定周波数域あるいは高周波域の通過を阻止又は制限
する信号制限手段であり、これら二つの手段が本発明に
特有の手段である。信号制限手段２は、基本的には、あ
る特定の周波数域の通過を阻止するフィルタで構成され
、制御信号によってフィルタの特性を持ったり、実質的
に全周波数帯を通過させたりするものである。したがっ
て、垂直輪郭検出手段１の出力によって動作が制御され
、垂直輪郭が検出されたときは、特定の周波数帯域ある
いは、その特定周波数を含む高周波域の通過を阻止し、
垂直輪郭が検出されないときは、この通過阻止を停屯さ
せるものである。

このような手段の具体的な５Ｆｌｔの例を第２図及び第
３図を用いて説明する。填３図（イ）〜令→において、
２１は輝度信号生成回路４の出力信号が供給される端子
であり、端子２２＜出力信号が得られる。端子２３には
垂直輪郭検出手段１の出力・信号が印加される。第２図
（イ）に示す回路は、妨害周波数を含む特定周波ｔＩｉ
帯域の通過を選択的に阻止する審域Ｆ１１ｔｈ　フィル
タであり、端子２３にハイレベルの電位が印加されろと
トランジスタ２５が導通してＬＣｉＣ弁列回路２４が共
振トラップを形成して第３図（イ）に示すような周波数
特性となる。このトラップ周波数は、第６図に示したよ
うな撮像素子の場合にｔ−ｉ図示のようＫ　１．８　Ｍ
ｌｌｚに選ばれる。第８図に示したような撮像素子の場
合には、このトラップ周波数は２．４　Ｍ）Ｔｚに選ば
れる。この第２図（イ）に示す回路ではトラップが働い
ている場合でも、トラップ周波数より高い周波数の信号
の通過が可能なため、垂直輪郭部においても水平解像度
の劣化を最小限に抑えることができる。

第２図（ロ）に示す回路は、妨害周波数以上の高周波域
の通過を阻止するもので、トランジスタ２５の導通によ
り挿入されるコンデンサ２６によるローパスフィルタ特
性を利用する回路である。

この回路の特徴は、構成が簡単であるが第３図（ロ）に
示す周波数特性のように妨害周波数（この場合１．８　
ＭＨｚ　）での通過阻止能力が十分には得難い問題があ
る。

第２図（ハ）忙示す回路は、妨害周波数以上の高周波数
域の通過を十分に阻止できる回路の例であり、入力信号
をローパスフィルタ２７トバイパスフイルタ２８により
低域成分と高域成分とに分け、妨害周波数を含む高域成
分の通過をアナログゲート２９の開閉によって制御する
ものである。

ローパスフィルタ２７とバイパスフィルタ２８の遮断特
性の選択によって第３図（ハ）に示すように前記（ロ）
に示す特性より良好な妨害阻止効果が得られろ。

＠３図（イ）〜（ハ）に示した特性の例は、妨害周波数
が１．８　Ｍ［Ｉｚの場合に適用したものであり、撮像
素子の絵素の配列が変われば妨害周波数も変わるので、
使用する撮像素子によってこれらの回路の周波数の設定
を変えることが必要である。

例えば、第８図に示すような撮像素子を使用する場合に
は先にも述べたように２．４Ｍｈに設定する。

次に、垂直輪郭検出手段１の具体的な構成の一例を第４
図に示し、第５図に示した波形図により動作を説明する
。第４図において、１１は画像信号の入力端子、１２は
垂直輪郭の有無を検出した検出信号の出力端子であり、
１３は１水平走査周期（Ｔｕ、）・に等しい遅延時間を
有する遅延素子、１４は例えば両波整流回路で構成され
るような絶対値回路である。ＴＨ遅延した信号を遅延し
ない元の信号から減算して垂直輪郭信号が抽出できるこ
とは、従来から良く知られているが。

第５図に図示のような黒、白、灰のパターン画像に対応
した信号波形を示す。同図において、ａは入力端子ｔｉ
Ｖｃ現れる画像信号波形であり、パターン画像に対応さ
せて示している。ｂは減算出力の波形であり、輝度の境
界部で変化の方向によって異なる極性のパルス状信号と
なる。

これを絶対値回路１４を通すことによって、画面上下の
はつきりした境界部すなわち垂直輪郭部に対応した信号
波形Ｃが出力端子１２に得られろ。

この信号Ｃを前記信号制限手段２の制御信号印加端子２
３に供給すれば、垂直輪郭部で生ずる妨害信号の通過が
阻止又は抑圧されるので、妨害の除去ができる。

第４図に示す回路の入力端子１１に供給する画像信号は
、一般的（（は輝度信号が適当であるが他忙もＲ（赤）
、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号を用いることや、さらに（Ｒ
−Ｙｌ　、（Ｂ−Ｙ）などの色差信号を用いることもで
きる。このような場合は、それぞれ特色のある垂直輪郭
部の検出が可能となる。例えば、第７図に示したような
無彩色のパターンでなり、ト下方向にマゼンタ色とグリ
ーン色とが隣り合ったパターンの場合、測色の輝度し′
ペルとしては差が小さいため、輝度信号からは垂直輪郭
をうまく検出できないのに対し、（Ｒ−Ｙ１色差信号を
用いると測色の境界で（Ｒ−Ｙ　）は正から負に大幅に
変化することになるので、上記のよ５な垂直輪郭を明瞭
に検出することができる。したがって、垂直輪郭検出手
段１は、輝度信号を用いて検出する回路以外に、色情報
の信号を用いて検出する回路も並列的に設け、少な（と
もいずれかの検出回路で垂直輪郭を検出したとき信号制
限手段を動作させるようにすると、妨害除去について一
層効果的となる。

次に、垂直輪郭検出手段１の別の具体例を図示しないが
説明゛する。それは、第６図に示したような二行同時読
み出し方式の撮像素子から得られる信号の一方の行の信
号から他方の行の信号を減算することによって垂直輪郭
部を検出するものである。但し、第６図に示したような
撮像素子の場合には、Ｗ　、Ｙｅ　、　Ｃｙ　、　Ｇの
各信号線に２行の信号が交互に入り交って出力されるた
め、サンプリングによってこれをそれぞれの行の信号に
分離する必要がある。このように、撮像素子の出力から
直接垂直輪郭部を検出する技術の詳細は、例えば特開昭
５８−１４３６７５号公報に記載されており１本発明の
垂直輪郭部検出手段とし、て利用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、大発明によれば、二行同時読み出し
方式の撮像素子で画像のＥ下の境界のはつきりした被写
体を撮影したときの境界部の「つぶつぶ」又は「ぎざぎ
ざ」して見える妨害を除去ある〜・は軽減することがで
き、画質を大幅に向Ｅさせることができる。

また、妨害を除去するために輝度信号の通路において、
妨害信号の周波数帯域又はそれ以上の高周波域の通過を
阻止ないし制限する阻止フィルタは、前記と下の境界部
を走査している期間でのみ通過阻止するように働くので
、この境界部以外では輝度信号の通過周波数に変化を与
えないため、境界部以外での水平解像度の劣化を生ずる
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は１本発明の一実施例に使用する信号制限手段の具体的
回路の例を示す回路図、第３図は、動作説明のための特
性曲線図、第４図は１本発明の一実施例に使用する垂直
輪郭検出手段の一具体例を示すブロック図、第５図は。 動作説明のための説明図、第６図は、二行同時読み出し
方式の撮像素子と周辺回路部の例を示すブロック図、第
７図は、撮像パターンの一例を示す説明図、第８図は、
別の二行同時読み出し方式の撮像素子とその周辺回路部
を示すブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二行同時読み出し方式の撮像素子を用いたビデオカ
   メラにおいて、撮像素子より得られた映像信号の垂直輪
   郭の有無を検出する検出手段と、輝度信号の通過経路に
   配置され、あらかじめ定めた特定の周波数域の通過を阻
   止又は制限する信号制限手段とを備え、上記検出手段の
   検出信号によって、垂直輪郭が検出されているときのみ
   上記信号制限手段を動作させることを特徴とする映像信
   号処理回路。 ２、上記検出手段が輝度信号の供給を受けて輝度成分か
   ら垂直輪郭を検出することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の映像信号処理回路。 ３、上記検出手段が輝度成分の垂直輪郭を検出するとと
   もに、色差信号の垂直輪郭を検出し、両者の検出信号で
   上記信号制限手段を制御するようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の映像信号処理回路。 ４、上記信号制限手段が特定の周波数を含むそれ以上の
   高周波数域を阻止又は制限する高域阻止特性としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
   れかに記載の映像信号処理回路。