KR0141891B1 - 비데오 카메라 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고체촬상소자를 사용한 비데오카메라에 관한 것으로서, 4판식프리즘과 4개의 고체촬상소자를 사용해서 화소 어긋남을 행하고, 화면주변에 있어서도 렌즈의 색수차의 영향을 받기 어렵게하고, 모아레억압효과를 높이는 것이다. 또 신호처리부에 있어서 복수의 매트릭스회로를 가지고, 영상신호의 저주파영역과 고주파영역의 매트릭스비를 바꾸어 휘도신호생성함으로써, 모아레억압효과를 더욱 높이고, 또한 휘도오차의 발생을 없애는 것을 특징으로 한 것이다.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 비데오카메라의 블록도
제2도는 본 발명의 제1실시예에 관한 렌즈(4)와 촬상부(1)의 관계를 표시한 구조도
제3도는 본 발명의 제1실시예에 있어서, 수평화소어긋남을 행할 경우의 광학상과 2개의 고체촬상소자의 위치관계를 표시한 개념도
제4도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 4개의 고체촬상소자의 화소와 결상한 광학상파형의 광학적위치관계를 표시한 개념도
제5도는 본 발명의 제1실시예에 의한 비데오카메라의 신호처리회로블록도
제6도는 본 발명의 제2실시예에 의한 비데오카메라의 신호처리블록도
제7도는 본 발명의 제3실시예에 의한 제2매트릭스회로의 블록도
제8도는 본 발명의 제4실시예에 의한 제2매트릭스회로의 블록도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1:촬상부2:구동부
3:신호처리부4:렌즈
101:피사체201:프리즘
202:적색채널용고체촬상소자203:청색채널용고체촬상소자
204:제1녹색채널용고체촬상소자
205:제2녹색채널용고체촬상소자
206, 207:반사면209:반투명거울
301:제1고체촬상소자302:제2고체촬상소자
401:광학상파형501, 601:제2녹색채널신호용지연선
502, 602:청색채널신호용 지연선
503, 603:화이트밸런스회로504:매트릭스회로
604:제1매트릭스회로605:제2매트릭스회로
607:고주파통과필터608:저주파통과필터
609:혼합회로701, 801:녹색채널용엠프
702, 802:적색채널용승산기703, 803:청색채널용승산기
704, 804:적색채널용고주파진폭검출회로
705, 805:청색채널용고주파진폭검출회로
706:계수산출회로707, 808:가산기
806:적색채널용계수산출회로807:청색채널용계수산출회로
본 발명은 고체촬상소자를 사용한 비데오카메라에 관한 것이다.
고체촬상소자를 사용한 비데오 카메라의 해상도는, 그것에 사용되는 고체촬상소자의 화소수에 의해서 결정된다. 고체촬상소자의 해상도를 향상하기 위해서는, 고체촬상소자의 화소수를 증가시킴으로써 실현할 수 있다. 그러나, 동일화면사이즈의 고체촬상소자에 있어서 화소수를 증가시키는 것은, 화소사이즈를 축소하는 것이고, 고체촬상소자의 중요한 성능인 감도, 다이나믹영역을 저하시키게 된다. 따라서 고체촬상소자의 화소수는, 감도, 다이나믹영역을 비데오 카메라의 목표 성능을 만족하는 범위에서밖에 증가시킬 수 없다.
종래, 화소수가 적은 고체촬상소자를 사용해서 높은 해상도를 얻기 위하여, RGB공간화소 어긋남방식이 널리 검토되어 왔다. 상세한 것은 3CCD컬러카메라방식(텔레비전학기보, ED-395, 저자:야마나카, 야마자키, 하시모토, 아베.오치, 발행년원일:1978년 9월 28일)중에서 상세하게 설명되어 있다.
이하, RGB공간화소어긋남방식에 대해서 그 구성과 문제점에 대해서 설명을 한다.
기본구성은 3원색프리즘과 녹색채널용, 청색채널용, 적색채널용 고체촬상소자에 의한다. 3원색프리즘에 있어서, 녹색채널용 고체촬상소자의 광학상에 대한 고착위치에 대해서, 적색채널용 및 청색채널용 고체촬상소자의 고착위치를 수평방향으로 수평화소간격의 1/2만큼 어긋나게해서 배치한다. 이 결과, 각색채널신호를 합성해서 얻어지는 휘도신호에 대해서는 광학상에 대한 샘플점이 증가하게 되고, 모아레의 억압이 이루어지고, 높은 해상도를 얻을 수 있는 것이다.
그러나, 이 RGB공간화소 어긋남방식에는 크게 2가의 문제가 있다.
첫째로는, 화면주변에 있어서는, 렌즈의 색수차에 의해서 모아레억압효과가 방해된다는 것이다. 렌즈의 색수차에는, 광의 파장에 의해 결상하는 상의 크기가 다른 배율색수차가 있다. RGB공간화소 어긋남방식에서는, 다른 색채널에서 화소 어긋남을 하기 때문에 화면주변으로 갈수록 배율색수차의 영향에 의해, 모아레억압효과가 방해된다.
두번째로는 적색채널 및 청색채널용 고체촬상소자를 광학상에 대해서 동일위치, 즉 동일상을 결상하는 위치에 배치하기 때문에 녹색광을 포함하지 않는 색에 대해서는 모아레억압효과는 얻을 수 없다는 것이다.
본 발명의 목적은, 화면주변에 있어서도 렌즈색수차의 영향을 받기어렵고, 또 녹색광을 포함하지 않는 색에 대해서도 화소 어긋남에 의한 모아레억압효과를 얻을 수 있는 비데오 카메라를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 간단한 회로구성에 의해 적색광과 청색광을 동일레벨에서 포함하는 색에 대해서는 완전히 모아레를 억압하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 적색광과 청색광을 동일레벨에서 포함하는 색에 대해서는 완전히 모아레를 억압하고, 또한 휘도오차를 없애는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 적색과 청색의 순색이외의 모든 색에 대해서 모아레를 완전히 억압하고, 또한 휘도오차를 없애는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이하의 특징을 가진 촬상부와 신호처리부에 의해 구성한다.
촬상부는, 입사광을 2개의 녹색채널광, 1개의 청색채널광, 1개의 적색채널광의 합계 4개의 채널로 분해하는 프리즘과, 각각에 배치된 고체촬상소자로 이루어진다. 2개의 녹색채널용 고체촬상소자는 서로 수평방향으로 수평화소간격의 1/2어긋나게 해서 배치된다. 청색채널용 고체촬상소자와 적색채널용 고체촬상소자도 서로 수평방향으로 수평화소간격의 1/2어긋나게해서 배치된다. 4개의 고체촬상소자로 부터는 각각의 색채널에 대응하는 영상신호가 출력된다.
신호처리부는 화이트밸런스회로와 복수의 매트릭스회로와 혼합회로로 이루어진다. 화이트밸런스회로는, 촬상부로부터 출력된 영상신호중 2개의 녹색채널신호의 가산, 및 적색, 녹색, 청색채널신호의 화이트밸런스를 행한다. 매트릭스회로는 화이트밸런스회로로부터 출력된 녹색, 청색, 적색채널신호를 소정의 매트릭스비로 합성하여 휘도신호를 생성한다. 제1매트릭스회로는 그 매트릭스비를 텔레비전 방식으로 정해지는 비로 설정하고, 제2매트릭스회로는 텔레비전방식으로 정해지는 매트릭스비와는 다른 비로 설정한다. 혼합회로는 제1 및 제2매트릭스회로의 출력을 가산해서 출력한다.
이와 같은 구성으로 하면, 촬상부에 있어서 2개의 녹색채널용 고체촬상소자를 서로 수평방향으로 화소 어긋나게 하기 때문에, 화면주변에 있어서도 렌즈색수차의 영향을 받는 일이 없고 모아레억압효과가 얻어진다. 또, 청색채널용 고체촬상소자와 적색채널용 고체촬상소자도 서로 화소 어긋나게 하기 때문에 녹색광을 포함하지 않는 색에 있어서도 화소 어긋남에 의한 모아레억압효과를 얻을 수 있다.
바람직하게는, 신호처리부에 있어서의 제2매트릭스회로의 매트릭스비를, 모아레억압효과를 보다 높게 취할 수 있는 비로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 최종의 휘도신호는 제1매트릭스회로출력의 저주파성분과, 제2매트릭스회로 출력의 고주파성분을 가산해서 출력해야 한다.
상기 구성에 의해, 휘도신호의 저주파신호를 텔레비전방식의 매트릭스비에 의해 합성함으로써 휘도오차를 억제하고, 고주파신호를 모아레억압효과가 높은 매트릭스비로 하므로써 모아레억압효과를 최대로 하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
제1도는, 본 발명의 제1실시예에 관한 비데오 카메라의 블록도이다. 구성은 촬상부(1), 구동부(2), 신호처리부(3), 렌즈(4)로 이루어진다. 렌즈를 통해서 입사한 광학상은 촬상부(2)의 구성요소인 고체촬상소자상에서 결상한다. 구동회로(2)는 고체촬상소자 구동펄스를 생성하여 고체촬상소자를 구동한다. 고체촬상소자는, 수광한 광학상에 대응한 영상신호를 출력한다. 신호처리부(3)는 고체촬상소자로부터 출력된 영상신호에 처리를 가하여, 카메라출력신호로 한다.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 관한 렌즈(4)와 촬상부(1)의 관계를 표시한 구조도이다.
촬상부(1)는 입사한 광학상을 4개로 분해하는 프리즘(201)과 4개의 색채널에 대응해서 배치된 적색채널용 고체촬상소자(202), 청색채널용 고체촬상소자(203), 제1녹색채널용 고체촬상소자(204)와 제2녹색채널용고체촬상소자(205)로 구성된다.
렌즈(4)를 통해서 입사한 광학상은, 먼저 청색광이 반사면(206)에서 반사되고, 청색채널용 고체촬상소자(203)상에서 결상한다. 반사면(206)을 투과한 광증, 반사면(207)에서는 적색광이 반사되고, 적색채널용 고체촬상소자(202)상에서 결상한다. 또 반사면(207)을 투과하고 남은 녹색채널공은 반투명거울(209)에서 2개로 나우어지고, 각각 제1녹색채널용 고체촬상소자(204) 및 제2녹색채널용 고체촬상소자(205)상에서 결상한다.
4개의 고체촬상소자(202)(203)(204)(205)는 광전변환동작을 행하여 고체촬상소자에 결상한 광학상을 화소로 샘플링하고, 광학상에 대응한 영상신호를 출력한다.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 있어서, 수평화소 어긋남을 행하는 경우의 광학상과 2개의 고체촬상소자와의 위치관계를 표시한 개념도이다. (a)에 표시한 제1고체촬상소자(301)의 화소를 흰동그라미, (b)에 표시한 제2고체촬상소자(302)의 화소를 검은 동그라미로 표시하면, 이들은 (c)에 표시한 바와 같이 서로 광학상에 대해서 수평방향으로 화소간격의 1/2어긋나게 해서 배치된다. 따라서 2개의 고체촬상소자의 출력을 이용함으로써 2배의 대역을 가진 신호를 얻을 수 있다.
제4도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 4개의 고체촬상소자의 화소와 결상한 광학상파형의 광학적위치관계를 표시한 개념도이다.
파형(401)은 피사체에 따라서 결정되는 광학상이고, 2 중동그라미로 고체촬상소자에 의한 샘플점을 표시하고 있다. 또 적색채널용 고체촬상소자(202), 청색채널용 고체촬상소자(203), 제1녹색채널용 고체촬상소자(204), 제2녹색채널용 고체촬상소자(205)의 화소에 의한 수평방향의 상대적인 샘플링위치를 표시하고 있다.
제1실시예에 있어서는, 제1과 제2녹색채널용 고체촬상소자(204)(205)가 서로 화소 어긋나게 해서 배치되고, 또, 적색채널용 고체촬상소자(202), 청색채널용 고체촬상소자(203)가 화소 어긋나게 해서 배치된다. 또, 적색채널용 고체촬상소자(202)와 제1녹색채널용 고체촬상소자(204)가 동일한 광학상을 수광하는 위치에 놓이고, 청색채널용 고체촬상소자(203)와 제2녹색채널용 고체촬상소자(205)가 동일 광학상을 수광하는 위치에 놓인다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 피사체상은 2개의 녹색채널용 고체촬상소자에 의해 2배의 샘플링주파수로 샘플링되고, 또 적색과 청색채널용 고체촬상소자에 의해 마찬가지로 2배로 샘플링주파수로 샘플링되고 있다.
제5도는 본 발명의 제1실시예에 의한 비데오 카메라의 신호처리회로블록도이다.
신호처리부(3)는 제2녹색채널신호용지연선(501), 녹색채널신호용지연선(502), 화이트밸런스회로(503), 매트릭스회로(504)에 의해 구성된다.
제1녹색채널용 고체촬상소자(204)와 적색채널용 고체촬상소자(202)로부터 출력된 영상신호는, 직접 화이트밸런스회로(503)에 입력된다. 제2녹색채널용 고체촬상소자(205)와 청색채널용 고체촬상소자(203)로부터 출력된 영상신호는, 각각 제2녹색채널용신호용지연선(501), 청색채널신호용지연선(502)에 의해 화소주기의 1/2의 시간만큼 지연되어 화이트밸런스회로(503)에 입력된다.
화이트밸런스회로(503)에 있어서는, 먼저 제1 및 제2녹색채널신호를 1:1의 비율로 가산한다. 서로 화소 어긋나게한 고체촬상소자의 신호를 가산함으로써 광대역의 녹색채널신호를 생성한다. 이에 의해 제1 및 제2녹색채널용 고체촬상소자의 출력신호는 가산되어 1개가 된다.
다음에, 적색채널신호와 녹색채널신호와 청색채널신호의 게인을 조정해서, 기준의 백색을 비추었을때 신호레벨이 동일하게 되도록 화이트밸런스를 한다.
화이트밸런스된 각 색채널신호는 매트릭스회로(504)에 입력된다. 매트릭스회로에 있어서는 각 색신호를 텔레비전방식으로 정하는 매트릭스비로 합성하고, 휘도신호 Vy로 한다. 적색채널신호 Vr, 녹색채널신호 Vg, 청색채널신호 Vb 에 대응하는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb로 할때, 휘도 신호 Vy는,
Vy=KrVr+KgVg+KbVb
(단 Kr, Kg, Kb는 Kr+Kg+Kb=1을 만족하는 정수)
로해서 합성된다. 이때 매트릭스비는,
하이비전텔레비전시스템에 있어서,
Kr=0.2125 Kg=0.7154 Kb=0.0721
NTSC텔레비전시스템에 있어서,
Kr=0.299 Kg=0.587 Kb=0.114
로 설정된다.
본 발명의 제1실시예에 의하면 이하의 효과가 얻어진다.
동일한 녹색채널용 고체촬상소자끼리 화소 어긋남을 행함으로써, 화면주변부에서도 렌즈의 색수차의 영향을 받지 않기 때문에, 모아레억압효과가 방해되지 않는다. 청색채널용과 적색채널용의 고체촬상소자도 서로 화소 어긋나게해서 배치하기 때문에, 각색신호를 합성한 휘도신호에 있어서는, 적색광과 청색광뿐인 피사체에 대해서도 모아레억압효과가 얻어진다. 즉, 적색 및 청색의 순색을 제외한 모든 색에 대해서 모아레억압효과가 얻어지는 것이다.
본 발명의 제2실시예에 의한 비데오 카메라에 대해서 설명한다.
제2실시예는, 제1도의 카메라블록도에 있어서의 촬상부(1), 구동부(2), 렌즈(4)에 대해서는 제1실시예와 동일하고, 신호처리부(3)의 구성이 다르다. 이하 신호처리블록의 구성 및 동작을 설명한다.
제6도는 본 발명의 제2실시에에 의한 비데오 카메라의 신호처리블록도이다.
신호처리블록은, 제2녹색채널용지연선(601), 청색채널용지연선(602), 화이트밸런스회로(603), 제1매트릭스회로(604), 제2매트릭스회로(605), 고주파통과 필터(607), 저주파통과필터(608)와 혼합회로(609)에 의해 구성된다.
제2도에 있어서의 각색채널에 대응한 고체촬상소자(202)(203)(204)(205)로부터 출력된 신호가 화이트밸런스회로(603)를 통과할때까지의 동작은, 제1실시예와 동일하다. 화이트밸런스회로(603)로부터 출력된 각색채널신호는 각각 2계통으로 나누어지고, 제1 및 제2매트릭스회로(604)(605)에 입력된다.
제1매트릭스회로(604)는 제1실시예에 있어서의 매트릭스회로(504)와 마찬가지의 동작을 하고, 제1휘도신호 Vy1을 출력한다.
제2매트릭스회로(605)는 적색채널신호Vr, 녹색채널신호 Vg, 청색채널신호 Vb에 대응하는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb로 했을때, 다음식을 만족하는 제2휘도신호출력 Vy2를 생성한다.
Vy 2=Kr×Vr+Kg×Vg+Kb×Vb
(단 Kr, Kg, Kb는 Kr+Kg+Kb=1을 만족하는 정수)
녹색채널신호의 매트릭스계수 Kg는 텔레비전방식으로 정해지는 매트릭스계수로 설정되고, 적색채널신호와 청색채널신호의 계수 Kr, Kb는 (1-Kg)/2로 정해지는 서로 동일한 계수로 설정된다. 따라서, 제2매트릭스회로의 매트릭스비는
하이비전텔레비전시스템에 있어서
Kr=0.1423 Kg=0.7154 Kb=0.1423
NTSC텔레비전시스템에 있어서
Kr=0.2065 Kg=0.587 Kb=0.2065
로 설정된다.
다음에, 제1휘도신호 Vy1은 저주파통과필터(608)를 통과하고, 또 제2휘도신호 Vy2는 고주파통과필터(607)를 통과하여 혼합회로(609)에 입력된다. 이들 2개의 신호는 가산되어 최종적인 비데오 카메라의 휘도 신호 Vy로서 출력된다.
본 발명의 제2실시예에 의하면 이하의 효과가 얻어진다.
휘도신호의 저주파영역에 있어서는, 매트릭스비를 텔레비전방식에 의해 정해지는 비율로 하기 때문에 휘도오차가 발생하지 않는다.
휘도신호의 고주파영역에 있어서는, 휘도신호중에서 차지하는 비율이 큰 녹색채널신호의 매트릭스계수를 텔레비전방식에 의해 정해지는 계수로 설정한데다가, 적색채널신호와 청색채널신호의 계수를 산출하기 때문에 휘도오차의 발생을 작게 할 수 있다.
또, 적색채널신호 및 청색채널신호를 동일비율에서 합성함으로써, 무채색의 백색을 비롯한 적색광과 청색광을 동일레벨포함하는 색에 대해서는 모아레를 완전히 억압하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제3실시예에 의한 비데오 카메라에 대해서 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 그 구성 및 동작은 제2실시예와 거의 동일하고, 제2실시예를 설명한 제6도에 있어서의 제2매트릭스회로의 동작이 다르다.
제7도는 본 발명의 제3실시예에 의한 제2매트릭스회로의 블록도이다.
매트릭스회로는, 녹색채널용앰프(701), 적색채널용 승산기(702), 청색채널용승산기(703), 적색채널용고주파진폭검출회로(704), 청색채널용고주파진폭검출회로(705), 계수산출회로(706), 가산기(707)로 구성된다.
이하, 제2매트릭스회로에 있어서의 계수설정방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 제3실시에에 요구되는 제2매트릭스회로의 조건은, 생성한 제2휘도신호 Vy2의 레벨을, 고주파영역에 있어서도 텔레비전방식에 의해 정해지는 매트릭스비로 합성한 제1휘도신호 Vy1의 레벨과 동등하게 할것, 즉 휘도오차를 없애는 것이다. 또, 적색 및 청색광의 레벨이 동등하게 포함되는 색에 대해서는 완전히 모아레를 억압하는 것이다.
그래서, 적색채널신호 및 청색채널신호의 매트릭스계수 Kr, Kb는 적색 및 청색의 고주파진폭에 따라서 적응적으로 변화시키도록 한다. 이하, 계수의 산출방법을 설명한다.
적색, 녹색, 청색채널신호 Vr, Vg, Vb의 텔레비전방식에 의해 정해지는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb (단 Kr+Kg+Kb=1)로 했을 때, 제1휘도신호레벨 Vy 1은
Vy 1=Kr×Vr+Kg×Vg+Kb×Vb
로 표시된다.
또, 구하는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb 로 했을때, 출력되는 제2휘도신호레벨 Vy 2는
Vy 2=Kr×Vr+Kg×Vg+Kb×Vb
로 표시된다.
휘도신호를 없애기 위한 조건으로서는
Vy 2=Vy 1
을 만족할 필요가 있고, 또 무채색의 흰색을 비롯한 적색광과 청색광을 동일레벨 포함하는 색에 대해서는 모아레를 완전히 억압하기 위해서는
Kr=Kb
로 할 필요가 있다. 또, 적색 및 청색채널신호의 고주파진폭전압율 Ar, Ab로 하고, 녹색채널신호의 매트릭스계수 Kg를 텔레비전방식에 의해 정해지는 Kg라고 하면
Kr=Kb=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (Ar+Ab)
가 도출된다.
따라서, 제2매트릭스회로에 있어서의 각색신호의 매트릭스계수는,
Kr=Kb=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (Ar+Ab)
Kg=Kg
로 설정된다.
이 비율을 실현하기 위한 매트릭스회로의 동작을 설명한다.
매트릭스회로에 입력된 각색채널신호중, 적색채널신호 Vr은 적색채널용승산(702)와 적색채널용고주파진폭검출회로(704)에 입력된다. 마찬가지로 청색채널신호는 청색채널용승산기(703)와 청색채널용고주파진폭검출회로(705)에 입력된다. 승산기는 2개의 입력을 가지고 있고, 2개의 입력이 서로 곱해진 신호가 출력된다.
적색채널용 고주파진폭검출회로(704)는 적색채널신호의 고주파영역의 신호진폭을 검출하고, 계수산출회로(706)에 적색신호고주파신폭전압 Vr을 출력한다.
청색채널용고주파진폭검출회로(705)도 마찬가지로, 청색채널신호의 고주파영역의 신호진폭을 검출하고, 계수산출회로(706)에 청색신호고주파진폭전압 Ab를 출력한다.
계수산출회로(706)는 앞에 도출한 매트릭스계수 Kr, Kb를 산출하고, 각각 적색 및 청색 채널용승산기(702)(703)에 입력한다. 적색 및 청색채널용승산기(702)(703)는 적색 및 청색채널신호 Vr, Vb에 각각의 매트릭스계수 Kr, Kb를 곱해서 출력한다.
매트릭스회로에 입력된 각색채널신호중, 녹색채널신호 Vg는 녹색채널용앰프(701)에 입력되고, 그 증폭률은 Kg로 설정된다.
이렇게해서, 매트릭스계수가 곱해진 각색채널신호는 가산기(707)에 입력되고 제2휘도신호 Vy 2로서 출력된다.
따라서, 본 발명의 제3실시에에 의하면 이하의 효과가 얻어진다.
휘도신호의 저주파영역에 있어서는, 매트릭스비를 텔레비전방식에 의해 정해지는 비율로 하기 때문에 휘도오차가 발생하지 않는다.
휘도신호의 고주파영역에 있어서는, 휘도신호중에서 차지하는 비율이 큰 녹색채널신호의 매트릭스계수를 텔레비전방식에 의해 정해지는 계수로 설정하고, 적색채널 신호와 청색채널신호의 매트릭스계수는 제2휘도신호의 레벨이, 텔레비전방식에 의해 정해지는 매트릭스비에 의한 제1휘도신호의 레벨과 동일하게되는 서로 동등한 계수를 설정함으로써, 휘도오차를 없앨 수 있다.
적색신호 및 청색신호를 동일비율에서 합성함으로써, 무채색의 백색을 비롯한 적색채널광과 청색채널광을 동일레벨포함하는 색에 대해서는 모아레를 완전히 억압하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제4실시예에 의한 비데오카메라에 대해서 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 그 구성 및 동작은 제3실시에와 거의 동일하고, 제2실시예를 설명한 제6도에 있어서의 제2매트릭스회로의 동작이 다르다.
제8도는 본 발명의 제4실시예에 의한 제2매트릭스회로의 블록도이다.
매트릭스회로는 녹색채널용엠프(801), 적색채널용승산기(802), 청색채널용승산기(803), 적색채널용고주파진폭검출회로(804), 청색채널용고주파진폭검출회로(805), 적색채널용 계수산출회로(806), 청색채널용 계수산출회로(807), 가산기(808)로 구성된다.
이하, 제2매트릭스회로에 있어서의 계수설정방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 제4실시예에 요구되는 제2매트릭스회로의 조건은, 생성한 제2휘도신호의 레벨을, 고주파영역에 있어서도 텔레비전방식에 의해 정해지는 정규의 휘도신호레벨과 동등하게 할것, 즉 휘도오차를 없애는 것이다. 또, 적색 및 청색의 순색이외의 색에 대해서는 완전히 모아레를 억압하는 것이다.
그래서, 적색채널신호 및 청색채널신호의 매트릭스계수 Kr, Kb는 적색 및 청색의 고주파진폭에 따라서 적응적으로 변화시키도록 한다. 이하, 계수의 산출방법을 설명한다.
적색, 녹색, 청색채널신호 Vr, Vg, Vb의 텔레비전방식에 의해 정해지는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb (단, Kr+Kg+Kb=1)로 했을때, 제1휘도신호레벨 Vy 1은
Vy 1=Kr×Vr+Kg×Vg+Kb×Vb
로 표시된다.
또, 구하는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb 로 했을때, 출력되는 제2휘도신호레벨 Vy 2는
Vy 2=Kr×Vr+Kg×Vg+Kb×Vb
로 표시된다.
휘도신호를 없애기 위한 조건으로서는
Vy 2=Vy 1
을 만족할 필요가 있고, 또 무채색과 청색의 순색이외의 모든 색에 대해서는 모아레를 완전히 억압하기 위해서는
Kr×Vr=Kb×Vb
로 할 필요가 있다. 또, 적색 및 청색채널신호의 고주파진폭전압율 Ar, Ab로 하고, 녹색채널신호의 매트릭스계수 Kg를 텔레비전방식에 의해 정해지는 Kg라고 하면
Kr=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (2+Ar)
Kb=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (2+Ab)
가 도출된다.
따라서, 제2매트릭스회로에 있어서의 각색신호의 매트릭스계수는,
Kr=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (2+Ar)
Kg=Kg
Kb=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (2+Ab)
로 설정된다.
이 비율을 실현하기 위한 매트릭스회로의 동작을 설명한다.
매트릭스회로에 입력된 각색채널신호중, 적색채널신호 Vr은 적색채널용승산기(802)와 적색채널용 고주파진폭검출회로(804)에 입력된다. 마찬가지로 청색채널신호는 청색채널용승산기(803)와 청색채널용 고주파진폭검출회로(805)에 입력된다. 승산기는 2개의 입력을 가지고 있고, 2개의 입력이 서로 곱해진 신호가 출력된다.
적색채널용 고주파진폭검출회로(804)는 적색채널신호의 고주파영역의 신호진폭을 검출하고, 적색, 및 청색채널용 계수산출회로(806)(807)에 적색신호고주파신폭전압 Vr을 출력한다.
청색채널용 고주파진폭검출회로(804)도 마찬가지로, 청색채널신호의 고주파영역의 신호진폭을 검출하고, 적색 및 청색채널용 계수산출회로(806)(807)에 청색신호고주파진폭전압 Ab를 출력한다.
적색채널용 계수산출회로(806)는 앞에 도출한 매트릭스계수 Kr를 산출하고, 적색채널용승산기(802)에 입력한다. 청색채널계수산출회로(807)는 앞에 도출한 매트릭스계수 Kb를 산출하고, 청색채널용승산기(803)에 입력한다. 적색 및 청색채널용승산기(802)(803)는 적색 및 청색채널신호 Vr, Vb에 각각의 매트릭스계수 Kr, Kb를 곱해서 출력한다.
매트릭스회로에 입력된 각색채널신호중, 녹색채널신호 Vg는 녹색채널용앰프(801)에 입력되고, 그 증폭률은 Kg로 설정된다.
이렇게해서, 매트릭스계수가 곱해진 각색채널신호는 가산기(808)에 입력되고 제2휘도신호로서 출력된다.
따라서, 본 발명의 제4실시에에 의하면 이하의 효과가 얻어진다.
휘도신호의 저주파영역에 있어서는, 매트릭스비를 텔레비전방식에 의해 정해지는 비율로 하기 때문에 휘도오차가 발생하지 않는다.
휘도신호의 고주파영역에 있어서는, 휘도신호중에서 차지하는 비율이 큰 녹색채널신호의 매트릭스계수를 텔레비전방식에 의해 정해지는 계수로 설정하고, 적색채널 신호와 청색채널신호의 매트릭스계수는 제2휘도신호의 레벨이, 텔레비전방식에 의해 정해지는 비율로 합성한 제1휘도신호의 레벨과 동일하게 되도록 설정함으로써, 휘도오차를 없앨 수 있다.
적색신호 및 청색신호를 동일레벨에서 합성함으로써, 적색과 청색의 순색이외의 색에 대해서는 모아레를 완전히 억압한다.
Claims (6)
- 입사광을 4개의 색채널로 분해하는 프리즘과 각각의 색채널출력부에 배치한 4개의 고체촬상소자로 이루어지고, 각색채널에 대응하는 영상신호를 출력하는 촬상부와, 상기 촬상부에 있어서의 4개의 고체촬상소자로부터 출력된 각색채널에 대응하는 영상신호가 처리되는 화이트밸런스회로, 상기 영상신호가 입력되어 휘도신호로서 합성되는 복수의 매트릭스회로, 및 복수의 휘도신호를 가산해서 최종의 휘도신호로서 출력하는 혼합회로로 구성되는 신호처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
- 제1항에 있어서, 상기 촬상부가, 프리즘은 2개의 녹색채널광출력, 1개의 청색채널광출력과 1개의 적색채널광출력을 가지고, 프리즘의 2개의 녹색채널광출력에 각각 배치되는 녹색채널용고체촬상소자는 광학상에 대해서 서로 수평방향으로 수평화소간격의 1/2피치어긋나게 해서 놓이고, 프리즘의 적색채널광출력에 배치되는 적색채널용 고체촬상소자와 청색채널광출력에 배치되는 청색채널용 고체촬상소자는 서로 수평방향으로 수평화소간격의 1/2피치어긋나게 해서 놓이는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
- 제2항에 있어서, 상기 신호처리부가, 화이트밸런스회로는 촬상부에 있어서의 제1 및 제2녹색채널용 고체촬상소자의 출력을 1:1에서 가산한 후, 화이트밸런스조정을 행하고, 제1매트릭스회로에 있어서는, 그 매트릭스비는 텔레비전방식으로 정해지는 매트릭스비로 설정되고, 제2매트릭스회로에 있어서는 그 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb (단 Kr+Kg+Kb=1)로 했을 때, 녹색채널신호의 비율 Kg는 텔레비전방식으로 정해지는 비율로 설정되고, 적색채널신호와 청색채널신호의 합성비율 Kr, Kb는 (1-Kg)/2로 정해지는 바의 서로 동일한 비율로 설정되고, 혼합회로는 제1 및 제2매트릭스회로의 출력을 가산하여 휘도신호출력으로 하는 것을 특징으로 하는 비데오카레마.
- 제2항에 있어서, 상기 신호처리부가, 화이트밸런스회로는 촬상부에 있어서의 제1 및 제2녹색채널용 고체촬상소자의 출력을 1:1에서 가산한 후, 화이트밸런스조정을 행하고, 제1매트릭스회로에 있어서는, 그 매트릭스비는 텔레비전방식으로 정해지는 매트릭스비로 설정되고, 제2매트릭스회로에 있어서는 그 매트릭스비는, 각색채널신호의 고주파성분의 진폭에 따라서 적응적으로 변화시킨 비로 설정되고, 혼합회로는 제1 및 제2매트릭스회로의 출력을 가산하여 휘도신호출력으로 하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
- 제4항에 있어서, 상기 제2매트릭스회로는, 텔레비전방식으로 정해지는 매트릭스비를 Kr:Kg:Kb (단, Kr+Kg+Kb=1)로 하고, 적색채널신호의 고주파성분의 진폭을 Ar, 청색채널신호의 고주파성분의 진폭을 Ab로 했을 때, 제2매트릭스회로에서의 매트릭스비인 Kr:Kg:Kb를Kr=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (Ar+Ab)Kg=KgKb=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (Ar+Ab)로 하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
- 제4항에 있어서, 상기 제2매트릭스회로는, 텔레비전방식으로 정해지는 매트릭스비를Kr:Kg:Kb (단, Kr+Kg+Kb=1)로 하고, 적색채널신호의 고주파성분의 진폭을 Ar, 청색채널신호의 고주파성분의 진폭을 Ab로 했을 때, 제2매트릭스회로에서의 매트릭스비인 Kr:Kg:Kb를Kr=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (2+Ar)Kg=KgKb=(Kr×Ar+Kb×Ab)/ (2+Ab)로 설정하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
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