KR960016443B1

KR960016443B1 - 촬상 신호 처리 회로

Info

Publication number: KR960016443B1
Application number: KR1019870010573A
Authority: KR
Inventors: 사또시 나까무라; 도시하루 곤도
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1987-09-24
Publication date: 1996-12-11
Also published as: JPS6382086A; GB2196507A; DE3732441B4; FR2604585B1; US4827331A; GB2196507B; GB8722467D0; FR2604585A1; DE3732441A1; KR880004683A; JP2614850B2

Abstract

없음.

Description

촬상 신호 처리 회로

제1도는 본 발명에 따른 촬상 신호 처리 회로의 한 실시예의 구성을 나타내는 블럭도.

제2도는 컬러 촬상 장치의 촬상면에 설치된 색 코딩용 보색 필터의 구성예를 나타내는 모식도.

제3도는 촬상 신호 처리 회로의 종래예의 구성을 나타내는 블럭도.

제4도, 제5도 및 제6도는 상기 종래예에 있어서 각 신호의 분광 특성을 나타내는 특성 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 촬상 소자2,3 : 저역 필터

4 : 대역 필터5 : 동기 검파 회로

6 : 1H 지연 회로8,13 : 매트릭스 회로

12 : 레벨 조정 회로14 : 컬러 인코더

본 발명은 컬러 텔레비젼 카메라에서 얻어지는 촬상 출력으로부터 컬러 비디오 신호를 형성하는 촬상 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로에 관한 것으로, 특히 색차 선 순차 방식의 컬러 텔레비젼 카메라의 촬상 신호 처리 회로에 관한 것이다.

본 발명은 색차 선 순차 방식의 컬러 비디오 카메라에서 얻어지는 촬상 출력으로부터 컬러 비디오 신호를 형성하는 촬상 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로에 있어서, 색차 신호(R-Y'), (B-Y')와 위도 신호(Y')로부터 3원색 신호(R),(G),(B)를 분리해서, 이 3원색 신호에 화이트 밸런스 보정을 가하므로서 색 온도 변화에 대한 색 재현성 및 휘도 재현성이 양호한 컬러 비디오 신호를 형성할 수 있도록 한 것이다.

종래부터 컬러 비디오 카메라에서는 화이트 밸런스 보정을 행함으로써 광원의 색 온도에 의해서 화상의 흰부분이 변화되지 않도록 하고 있다. 또, 한장의 고체 촬상기로 컬러 촬상을 행하는 단판 컬러 텔레비젼 카메라에서는 광 이용 효율이 높은 보색 필터를 촬상 광학계에서 색 분해 필터로서 설정하고 필드 축적의 촬상 장치로 컬러 촬상을 행함으로써 촬상 감도가 동해상도 등을 향상시키도록 하고 있다. 이러한 종류의 컬러 텔레비젼 카메라에서는 예컨대, 마젠타[Mg], 녹색[G], 시안[Cy], 황색[Ye]의 각 색 필터를 제2도에 나타내는 바와 같이 모자이크상으로 배열한 색 코딩용의 보색 필터를 촬상면에 설치한 촬상 소자를 사용해서 피사체상을 촬상해서 기수 필드 촬상 출력으로서 L(N) 라인의 신호 전하와 L(N+1) 라인의 신호 전하를 가산 합성한 촬상 출력을 얻고 또한 우수 필드의 촬상 출력으로서 L(N+1) 라인의 신호 전하와 L(N+2)라인의 신호 전하를 가산 합성한 촬상 출력을 얻고 있다. 상기 보색 필터를 설치한 촬상 소자로부터(Mg+Cy) 출력과(G+Ye) 출력을 반복하는 촬상 출력(S_O)와 (Mg+Ye) 출력과(G+Cy) 출력을 반복하는 촬상 출력(S_E)이 선 순차 출력된다. 그리고, 상기 촬상 소자에서 얻어지는 촬상 출력을 제3도에서 도시된 바와같은 구성의 촬상 신호 처리 회로에 공급해서 컬러 비디오 신호를 형성하도록 하고 있었다.

제3도에 있어서, (20)은 상술한 보색 필터가 설치된 촬상 소자이며, (21)은 상기 촬상 소자(20)에 의해 선순차 출력으로서 얻어지는 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 고역 휘도 신호(Y_H)를 끄집어 내는 제1의 저역 필터(LPF_H)이며, (22)는 상기 촬상 출력으로부터 저역 휘도 신호(Y_L)를 끄집어내는 제2의 저역 필터(LPF_L)이며, (23)은 상기 촬상 출력으로부터 크로마 신호(C)를 끄집어내는 대역 필터(BPF)이다.

상기 제1의 저역 필터(21)는 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 상기 보색 필터에 의한 공간 샘플링 캐리어 성분을 제거함으로서 고역 휘도 신호(Y_H)를 형성한다. 이 고역 휘도 신호(Y_H)는 컬러 인코더(39)에 공급되고 있다.

또, 상기 제2의 저역 피터(22)는 상기 제1의 저역 필터(21)보다 차단 주파수가 낮은 것이 사용되며 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 상기 보색 필터에 의한 공간 샘플링 캐리어 성분을 제거함으로써 저역 휘도 신호(Y_L')를 형성한다. 이 저역 휘도 신호(Y_L')는 가변 이득 증폭기(24,25)를 거쳐서 화이트 밸런스 보정 신호(±△Y)로서 신호 가산기(27,28)로 공급되고 있다.

다시, 상기 대역 필터(23)은 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 상기 보색 필터에 의한 공간 샘플링 캐리어 성분 즉 크로마 신호를 끄집어내어 동기 검파 회로(26)로 공급하고 있다.

상기 동기 검파 회로(26)는 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)로부터 끄집어 내어진 크로마 신호를 상기 공간 샘플링 캐리어에 대응하는 캐리어 신호로 동기 검파하므로써 선 순차 색차 신호(C₁)/(C₂)를 출력한다.

상기 동기 검파 회로(26)로부터 출력되는 선 순차 색차 신호(C₁)/(C₂)는 상기 신호 가산기(27,28)에 있어서 상기 화이트 밸런스 보정 신호(±△Y)를 가산 합성함으로써 화이트 밸런스 처리가 행해지며 신호 선택회로(29)로부터 직접 및 1H 지연 회로(30)을 거쳐서 동시화 회로(31)로 공급된다. 그리고, 화이트 밸런스 보정 처리가 끝난 선 순차 색차 신호(C₁)/(C₂)는 상기 동시화 회로(31)에 의해 선 순차 형식에서 동시 형식으로 변환된다.

이때 상기 촬상 소자(20)로 촬상하는 피사체의 색 온도가 표준 설정색 온도로부터 높은 색 온도로 변화하면 상기 각 색차 신호(C₁)/(C₂)는 제4도의 (A) 및 제5도의 (A)에 나타난 실선 상태에서 파선 상태로 변화되며 또한 휘도 신호(Y)는 제6도에 나타난 실선의 상태에서 파선 상태로 변화한다. 그래서 상기 저역 휘도 신호(Y_L')로부터 제4도의 (B) 및 제5도의 (B)에 파선으로 나타낸 화이트 밸런스 보정 신호(±△Y)를 형성해서 상기 제4도의 (A) 및 제5도의 (A)에 나타낸 파형의 적분치가 영이 되도록 상기 화이트 밸런스 보정 신호(±△Y)를 상기 각 색차 신호(C₁)/(C₂)에 감산 합성함으로써 상기 제4도의 (C) 및 제5도의 (C)에 나타내는 바와 같이 화이트 밸런스를 보정할 수 있다.

그러나, 이같은 화이트 밸런스를 보정해도 각 색차 신호(C₁)/(C₂)는 파장에 의해 감도가 변화되어 버리며, 표준 설정 색 온도에 있어서의 분광 감도(리스폰스)와는 다른 특성이 되어 버린다.

그래서, 종래부터, 상기 동시화 회로(31)로부터 출력되는 동시 형식의 각 색차 신호(C₁)/(C₂)에 있어서 색온도에 따라서 이득에 변화하는 가변 이득 증폭기(32,33,34,35)를 거쳐서 상기 각 색차 신호(C₁)/(C₂)를 서로 신호 가산기(36,37)로 가산 합성함으로써 분광감도 특성의 보정을 행하도록 한 소위 리니어 매트릭스 회로라고 칭해지는 색 온도 보정 회로(38)에서 상기 색 온도의 변화에 대한 보상을 행한 다음부터 컬러 인코더(39)로 예컨대 NTSC 방식등의 표준 텔레비젼 방식의 컬러 비디오 신호를 형성해서, 신호 출력단자(40)로부터 출력하도록 하고 있었다.

그런데, 상술과 같이 화이트 밸런스 보정 신호(±△Y)를 색차 신호(C₁)/(C₂)에 가감산 합성함으로써 화이트 밸런스를 보정하도록 한 종래의 촬상 신호 처리에서는, 색 온도의 변화에 의한 분광 감도 특성의 변화에 의해 색 재현성을 확보할 수 없으므로 상기 분광 감도 특성의 변화를 보정하기 위해 복잡한 회로 구성의 색 온도 보정 회로를 설치할 필요가 있었다.

따라서, 본 발명의 상술과 같은 종래의 문제점을 감안하여 색차 선 순차 방식의 컬러 비디오 카메라에서 얻어지는 촬상 출력으로부터 컬러 비디오 신호를 형성하는 촬상 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로에 있어서 색도 보정 회로를 사용하지 않고 색 온도 변화에 대한 색 재현성 및 휘도 재현성이 양호한 컬러 비디오 신호를 형성할 수 있도록 한 신규 구성의 촬상 신호 처리 회로를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상술과 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 색차 선 순차방식의 컬러 비디오 카메라에 의해 촬상 출력으로부터 얻어지는 색차 신호(R-Y'), (B-Y')와 휘도 신호(Y')를 3원색 신호(R),(G),(B)로 분리하는 신호 분리 회로와, 상기 분리 회로로 얻어지는 3원색 신호에 대해서 화이트 밸런스 보정을 행하는 레벨 조정 회로와, 상기 레벨 조정 회로를 거쳐서 공급되는 3원색 신호로부터 색차 신호(R-Y), (B-Y)와, 휘도 신호(Y)를 형성하는 신호 합성 회로와, 이 신호 합성 회로로부터 공급하는 각 색차 신호와 휘도 신호로부터 컬러 비디오 신호를 합성해서 출력하는 인코더를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 촬상 신호 처리 회로에서는 색차 선 순차 방식의 컬러 비디오 카메라에 의해 촬상 출력으로부터 3원색 신호를 형성하고 원색 신호에 대해 화이트 밸런스 보정 처리를 행하므로 색 온도 보상이 필요없게 된다.

이하 본 발명에 따른 촬상 신호 처리 회로의 한 실시예에 대해서, 도면에 따라 상세하게 설명한다.

제1도의 블럭에 있어서, (1)은 보색 필터를 설치한 촬상 소자이며, (2)는 상기 촬상 소자(1)에 의한 선순차 출력으로서 얻어지는 촬상 출력(S_O)/(S_E)로부터 고역 휘도 신호(Y_H)를 끄집어내는 제1의 저역 필터(LPF_H)이며, (3)은 상기 촬상 출력으로부터 저역 휘도 신호(Y_L')을 끄집어내는 제2의 저역 필터(LPF_L)이며, (4)는 상기 촬상 출력으로부터 크로마 신호(C)를 끄집어내는 대역 필터(BPF)이다.

이 실시예에 있어서 상기 촬상 소자(1)는 상술의 제2도에 나타낸 배열의 색 코팅용 보색 필터를 촬상면에 설치하고 있으며 피상체상의 촬상 출력(S_O)/(S_E)을 선 순차 출력하도록 되어 있다.

상기 제1의 저역 필터(2)는 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)로부터 상기 보색 필터에 의한 공간 샘플링 캐리어 성분을 제거함으로써 고역 휘도 신호(Y_H)를 형성한다. 이 고역 휘도 신호(Y_H)는 컬러 인코더(14)에 공급되어 있다.

또, 상기 제2의 저역 필터(3)는 상기 제1의 저역 필터(2)보다 차단 주파수가 낮은 것이 사용되며 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 상기 보색필터에 의한 공간 샘플링 캐리어 성분을 제거함으로써 저 휘도 신호(Y_L')를 형성한다.이 저 휘도 신호(Y_L')는 3원색 신호 분리용의 제1의 매트릭스 회로(8)로 공급되고 있다.

또한, 상기 대여 필터(4)는 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 상기 보색 필터에 의한 공간 샘플링 캐리어 성분 즉 크로마 신호(C)를 끄집어내어 동기 검파 회로(5)로 공급하고 있다.

상기 동기 검파 회로(5)는 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)로부터 끄집어내어진 크로마 신호(C)를 상기 공간 샘플링 캐리어에 대응하는 캐리어 신호로 동기 검파함으로써 상기 촬상 출력(S_O)에 대해서

색차 신호(C₁)를 형성하며, 또 상기 촬상 출력(S_E)에 대해서

색차 신호(C₂)를 형성해서, 선 순차 색차 신호(C₁)/(C₂)를 출력한다. 여기서, 상기 (Y')는 상기 촬상 출력(S_O)/(S_E)으로부터 공간 샘플링 캐리어 성분을 제거함으로써 얻어지는 휘도 신호이며

로 나타내어진다.

상기 동기 검파 회로(5)로부터 출력되는 선 순차 색차 신호(C₁)/(C₂)는 직접 및 1H 지연 회로(6)를 거쳐서 동시화 회로(7)에 공급되며, 동시화 회로(7)에 의해서 선 순차 형식으로 동시 형식으로 변환된다.

그리고, 상기 동시화 회로(7)로 얻어지는 동시 색차 신호(C₁)/(C₂)는 상기 제1의 매트릭스 회로(8)로 공급된다.

상기 제1의 매트릭스 회로(8)에서는 상기 휘도 신호(Y_L')와 각 색차 신호(C₁)/(C₂)에 대해서

가 되는 매트릭스 처리를 행하므로써 3원색 신호(R),(G),(B)를 분리한다. 여기서, 상기 각 매트릭스 정수는 각 신호(Y_L'),(R-Y'),(B-Y')의 분광 특성을 고려해서, 예컨대, R신호를 구할때는 G 성분 및 B성분이 억압되는 것 같은 값을 설정한다.

상기 제1의 매트릭스 회로(8)에 의해 색 분리된 3원색 신호(R),(G),(B)는 가변 이득 증폭기(9,10,11)로 구성된 하이트 밸런스 보정용의 레벨 조정 회로(12)를 거쳐서 제2의 매트릭스 회로(13)에 공급된다.

상기 제2의 매트릭스 회로(13)는 상기 레벨 조정 회로(12)를 거쳐서 공급되는 화이트 밸런스 보정 처리가 끝난 3원색 신호(R),(G),(B)에 대해서 상기 제1의 매트릭스 회로(8)과 반대인 매트릭스 처리를 행함으로써, 저역 휘도 신호(Y_L)와 각 색차 신호(Y-Y),(B-Y)를 형성해서 컬러 인코더(14)에 공급한다.

그리고, 상기 컬러 인코더(14)는 상기 제2의 매트릭스 회로(12)로부터 공급되는 화이트 밸런스 보정 처리가 끝난 저역 휘도 신호(Y_L)와 각 색차 신호(R-Y),(B-Y) 및 상기 제1의 저역 필터(2)로부터 공급되는 고역 휘도 신호(Y_H)에 의거해서 예컨대 NTSC 방식등의 표준 텔레비젼 방식의 컬러 비디오 신호를 형성해서, 신호 출력 단자(15)로부터 출력시킨다.

이 실시예에서, 촬상 소자(1)로부터 촬상 출력으로서 얻어지는 선 순차 색차 신호(C₁)/(C₂) 및 저역 휘도 신호(Y'_L)로부터 3원색 신호(R),(G),(B)를 분리해서, 이 3원색 신호(R),(G),(B)에 대해서 화이트 밸런스 보정 처리를 행하고, 화이트 밸런스 보정 처리가 끝난 3원색 신호(R),(G),(B)로부터 재차 형성되는 저역 휘도 신호(Y_L)와 각 색차 신호(R-Y),(B-Y)에 의거해서 컬러 비디오 신호를 형성하므로, 상기 화이트 밸런스 보정 처리로 색 온도 변화에 대한 보정도 행해진 것이 되며, 특별히 색 온도 보상 회로를 설치하지 않아도 원색 필터 사용의 컬러 촬상 장치에 가까운 고 색 재현성 및 고휘도 재현성을 얻을 수 있다.

상술한 실시예의 설명으로 분명하듯이 본 발명에 따른 촬상 신호 처리 회로에서는 색차 선 순차 방식의 컬러 비디오 카메라에 의해 촬상 출력으로부터 3원색 신호를 형성하고, 원색 신호에 대해서 화이트 밸런스 보정 처리를 행하고 화이트 밸런스 보정 처리가 끝난 3원색 신호로부터 휘도 신호(Y')와 각 색차 신호(R-Y),(B-Y)을 얻어서 컬러 비디오 신호를 형성하므로, 특별히 색 온도 보상 회로를 설치하지 않아도 색 온도 변화에 대한 보정이 상기 화이트 밸런스 보정 처리로 행해지며, 원색 필터 사용의 컬러 촬상 장치에 가까운 고 색 재현성 및 고휘도 재현성을 얻을 수 있으며 소기의 목적을 충분히 달성할 수 있다.

Claims

마젠타, 녹색, 시안, 황색의 각 색 필터를 배열한 색 코딩용의 보색 필터를 구비한 촬상 소자로 피사체상을 촬상하는 색차 선 순차 방식의 컬러 비디오 카메라의 촬상 신호 처리 회로로서, 상기 촬상 소자에 의해 얻어진 선 순차 형식의 촬상 출력 신호를 동시 형식의 색차 신호(R-Y'),(B-Y')와 휘도 신호(Y')로 변환하는 신호 변환 수단과, 상기 신호 변환 수단에 의해 얻어진 색차 신호(R-Y'),(B-Y')의 분광 특성에 대응한 매트릭스 정수로 매트릭스 처리를 행하고, 상기 신호 변환 수단으로부터 공급되는 색차 신호(R-Y'), (B-Y')와 휘도 신호(Y')를 3원색 신호로 분리하는 신호 분리 수단과, 상기 신호 분리 수단으로부터 3원색 신호에 대해 화이트 밸런스 보정을 행하는 레벨 조정 수단과, 상기 신호 분리 수단과는 반대의 매트릭스 처리를 행하며, 상기 레벨 조정 수단을 거쳐서 공급되는 3원색 신호로부터 색차 신호(R-Y),(B-Y)와 휘도 신호(Y)를 형성하는 신호 합성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 신호 처리 회로.