JPH02278980A - 擬似フレーム電子シャッターにおける輝度信号形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フレームインターライントランスファ方式の
電荷結合型固体撮像デバイス（ＦＩＴ−ＣＣＤ）を用い
た擬似フレーム電子シャッターに関し、特に、該電子シ
ャッターより出力される映像信号に補償処理を加えるこ
とによって、更に鮮明な再生画像を得ることのできる補
償映像信号を発生させるための信号処理手段を付加した
技術に関する。

〔従来の技術〕

第５図は、擬似フレーム電子シャッターに適用したＦＩ
Ｔ−ＣＣＤの構成を概念的に示している。

即ち、ＦｉＴ−ＣＣＤは、水平走査方向Ｘ及び垂直走査
方向ｙに沿ってマ）　ＩＪクス状に配列された複数の受
光エレメント（同図中、■、ＩＩＬ　ｊｉｉｊｉにて示
す）が形成された受光領域１を有し、更に、これらの垂
直走査方向ｙに沿って配列する各列の受光エレメントに
隣接して複数の垂直電荷転送路１１〜ＩＮが形成されて
いる。尚、図中の記号肩にて示す受光エレメントは入射
光に対して緑（Ｇ）の色信号を発生するためのカラーモ
ザイクフィルタが設けられたフォトダイオード等の光電
変換素子、記号口にて示す受光エレメントは入射光に対
して赤（Ｒ）の色信号を発生するためのカラーモザイク
フィルタが設けられたフォトダイオード等の光電変換素
子、記号′：：！＝にて示ず受光エレメントは入射光に
対して青（Ｂ）の色信号を発生するためのカラーモザイ
クフィルタが設けられたフォトダイオード等の光電変換
素子で形成されている。

一方、垂直電荷転送路１ｒ−１ｗは信号電荷を垂直走査
方向ｙへ転送するためのゲート電極（図示せず）が所定
の配列で表面に形成されており、これらのゲート電極に
所謂４相駆動方式等の駆動信号を印加することによって
上記垂直走査方向ｙへの転送動作を行う構造となってい
る。

この受光領域１に続いて蓄積領域２が形成され、受光領
域１の夫々の垂直電荷転送路Ｒ＋〜β８に繋がる垂直電
荷転送路を備えている。尚、受光領域１と蓄積領域２の
夫々の垂直電荷電荷転送路が領域毎に切れているのでは
なく、夫々の垂直電荷転送路は各領域に跨がっており、
図中の一点鎖線は夫々の領域の境界を示すにすぎない。

蓄積領域２の出力端には蓄積領域２の垂直電荷転送路よ
り転送されてくる信号電荷を水平走査方向へ転送する水
平電荷転送路３が形成され、更に水平電荷転送路３の出
力側には出力アンプ４が形成されてその出力としての映
像信号Ｓ。を出力する構造となっている。

又、図示するように、受光領域１の受光エレメントが水
平走査方向Ｘに沿ってＮ列、垂直走査方向ｙにＭ行の合
計ＮＸＭ個が形成されているものとすると、受光領域１
から蓄積領域２を介して水平電荷転送路３まで続く垂直
電荷転送路β１〜ｌ、ｌがＮ本形成され、受光領域１に
おける各垂直電荷転送路ｌ、〜１イの電荷転送ピクセル
がＭ／２段、蓄積領域２における各垂直電荷転送路ａ１
〜ムの電荷転送ピクセルがＭ／２段に設定され、水平電
荷転送路３の電荷転送ピクセルが少なくともＮ段に設定
されている。又、垂直電荷転送方向ｙの奇数行（ｙ＝１
．３．５　　　Ｍ−１）の受光エレメントが奇数フィー
ルド、偶数行（ｙ＝２．　４゜６　・Ｍ）の受光エレメ
ントが偶数フィールドに該当する。更に又、蓄積領域２
における垂直電荷転送路の上面は光が入射しないように
遮光されている。

次にかかる構造のＦ　ＩＴ−ＣＣＤによる擬似フレーム
電子シャッタ動作を伴う撮像動作を第６図に基づいて説
明する。

同図は電子スチルカメラ等の静止画像を撮像する場合の
作動を時間経過と共に示す説明図であり、−回の撮像動
作を示し、同図（Ａ＞は奇数フィールド読み出し、同図
（Ｂ）は偶数フィールド読み出しのタイミングを示して
いる。

まず、カメラのシャッターレリーズボタンを押圧するの
に同期して、成る時刻ｔ１〜ｔ２の極めて短時間に奇数
フィールドに該当する受光エレメントの信号電荷を夫々
隣接する垂直電荷転送路β１〜Ｉｌイに移す。

次に、時刻゛ｔ、〜ｔ、の極めて短時間に偶数フィール
ドに該当する受光エレメントの信号電荷を夫々隣接する
垂直電荷転送路ｊ２１〜ＩＭに移し、奇数フィールドに
該当する受光エレメントの信号電荷と混合する。

このように、奇数フィールドに該当する信号電荷と偶数
フィールドに該当する信号電荷を受光領域１における垂
直電荷転送路に夫々移した後、時刻ｔ５〜ｔ６の間に垂
直電荷転送路１１〜βににより信号電荷を垂直走査方向
ｙへ高速（例えば、約４００μｓ）に転送させると同時
に水平電荷転送路３に信号電荷の読み出し動作を行わせ
ることによって、奇数及び偶数フィールドに関わる全て
の信号電荷を掃き出す。

奇数フィールドに該当する受光エレメントの置時間τ、
は、時刻ｔ２において不要信号電荷が垂直電荷転送路へ
転送された直後から時刻ｔ、の直前までの期間となり、
偶数フィールドに該当する受光エレメントの露光時間τ
、は時刻ｔ４において不要信号電荷が垂直電荷転送路へ
転送された直後から後述の時刻ｔ、の直前までの期間と
なり、時刻ｔ２〜ｔ、及びｔ４〜ｔ１１の期間を伸縮す
ることによって露光時間を変えることができる。

次に露光後の映像信号読み出し動作を説明する。

まず、時刻ｔ、〜ｔ８の極めて短時間において、奇数フ
ィールドに該当する受光エレメントの信号電荷を夫々隣
接する垂直電荷転送路１１〜１×の所定の転送ピクセル
へ転送する。次に、これらの信号電荷を時刻ｔ９〜ｔ１
゜の比較的短い期間く約４００μｓ）に蓄積領域２へ転
送する。

次に、蓄積領域２の信号電荷転送動作を停止した状態で
、時刻ｔｌｌ〜ｔ１２の極めて短時間において、偶数フ
ィールドに該当する受光エレメントの信号電荷を夫々隣
接する垂直電荷転送路ｌｌ〜１２の所定の電荷転送ビク
セルへ転送する。

こうして、奇数フィールドの信号電荷を蓄積領域２に、
一方の偶数フィールドの信号電荷を受光領域における垂
直電荷転送路ｌ、〜Ｉ！ｎに夫々移した後、時刻ｔ１３
〜ｔ１４の期間において先ず、蓄積領域２の信号電荷を
水平電荷転送路３側へ順次に転送し、そして１行分の信
号電荷の転送毎に水平電荷転送路３が各信号電荷を時系
列的に読み出し、この垂直電荷転送及び水平電荷転送動
作を繰り返すことによって蓄積領域２の信号電荷を全て
読み出し、これらの全ての信号電荷に対応する映像信号
を奇数フィールドの映像信号として例えば半導体メモリ
等に格納する。

次に、時刻ｔ’ｓ〜ｔ’ｓの期間に、受光領域１におけ
る垂直電荷転送路ＩＩ””１ｍに一時的に停止されてい
た偶数フィールドに該当する信号電荷を蓄積領域２へ転
送し、次に、時刻ｔｉｔ〜ｔｌＢの間に蓄積領域２の偶
数フィールドに該当する信号電荷を全て読み出す。尚、
時刻１．〜ｔ１８における信号読み出し動作は時刻ｔ１
３〜ｔ１４の読み出し動作と同じであり、偶数フィール
ドの映像信号として他の半導体メモリ等に格納される。

このように、時刻ｔ１〜ｔ１８の期間が１フレ一ム分の
静止画像を撮像するための基本的な動作となり、ＦＩＴ
−ＣＣＤを用いることによって機械的なシャッターを撮
像光学系に設ける必要がなくなり、各フィールド画像毎
に露光時間τ□及びτ、の可変制御、即ちシャッター時
間を可変にして制御し得る擬似電子シャッターを実現す
ること、ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の擬似電子シャッターに
あっては次のような理由に起因する画質劣下の問題があ
った。

即ち、第６図の時刻ｔ８〜ｔｌｏの期間に奇数フイール
ドに該当する信号電荷が受光領域１の垂直電荷転送路！
、〜らに居る間τ。に、ゲート電極を通過した入射光に
起因して生じるノイズ成分の電荷がこれらの垂直電荷転
送路１１〜Ｉ’ｔに混入し、所謂スメア成分となって真
の信号電荷に加算されることとなる。

一方、偶数フィールドの信号読み出しの際には、第６図
中の時刻ｔ１２〜ｔｌａめ期間に偶数フィールドに該当
する信号電荷を受光領域１の垂直電荷転送路！１〜ｌＩ
Ｉに居る期間τ６にスメア成分としてゲート電極を通過
した入射光に起因して生じるノイズ成分の電荷が信号電
荷に加算されることとなる。

そして、奇数フィールドに該当する信号電荷へのスメア
量と偶数フィールドに該当する信号電荷へのスメア量と
の差（比率）は、通常のＮＴＳＣ方式に準拠した信号読
み出しをした場合にあっては、例えば、約４２倍の違い
となり、インターレースで画像を再生した場合に、フィ
ールド間で輝度差が生じ、フリッカを発生する。

又、このような奇数及び偶数フィールド読取りによって
得られた１フレ一ム分の映像信号からハードコピー等の
静止画を形成すると、ラインクロールが発生する問題が
あった。

即ち、第６図において明らかなように、奇数フィールド
に該当する信号電荷が受光領域１の垂直電荷転送路に滞
在する時間（時刻ｔ８〜ｔＩ、）は約４００μｓである
のに対し、偶数フィールドに該当する信号電荷が受光領
域ｌの垂直電荷転送路に滞在する時間（時刻ｔ１□〜ｔ
１６）は上記奇数フィールドの信号電荷が全て読み出さ
れるための時間（ｔ１３〜ｔ　１４）即ち、約１／６０
秒となるので、上記したスメア量の比率は約４２倍とな
り、フリッカやラインクロールの発生原因となっていた
。

本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、
ノンインターレース及びインターレースに準じた両画像
再生において、フリッカ及びラインクロールを生じない
鮮明な画像を実現することができる擬似フレーム電子シ
ャッター及びその信号処理方法を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

まず、本発明の詳細な説明する。尚、ＦＩＴ−ＣＣＤを
擬似電子シャッターに適用し、更に受光領域の各受光エ
レメントに発生した信号電荷を第６図と同様のフィール
ド読み出しに従って読み出すものである。

又、受光エレメントに設けられるカラーフィルタは、水
平走査方向Ｘに一行置きに並ぶ緑（Ｇ）ストライプフィ
ルタと、これらのＩ　（Ｇ）ストライプフィルタの間の
奇数行に赤（Ｒ）、偶数行に青（Ｂ）のモザイクフィル
タを配置した所謂ＧストライプＲ／Ｂ順次カラーフィル
タ　（Ｒ／Ｂを奇数列と偶数列で入れ換えたものも含む
）や、ベイヤー配列のカラーフィルタ等を適用する。

第１図は本発明の原理構成を示し、ＦＩＴ−ＣＣＤから
フィールド読出しされた信号Ｓｏを信号出力系統Ａにお
いてデジタルの画像データに変換し、フレーム画相当分
の画像データをフレームメモリ已に記憶させる。そして
、このフレーム画相当分の画像データから輝度信号Ｙ０
及び色差信号ＲＹＬ　、　　Ｂ　　ＹＬを後述の補償手
段を内蔵するマトリクス回路Ｃによって発生させる。

ここで、マトリクス回路Ｃは、第２図に示すように、高
い周波数成分を高域輝度信号Ｙｎの成分とし、低い周波
数成分を低域輝度信号ＹＬ　とする輝度信号Ｙ０を形成
する。即ち、まず、各画素毎の画像データに基づいて高
周波数成分を有する高域輝度信号ＹＩ＋を形成すると共
に、画素配列に起因して解像度が低くなる赤と青の画像
データに基づいて低域輝度信号ＹＬを形成する。そして
、高域輝度信号ＹＨから低域輝度信号ＹＬの周波数帯域
成分を除去した後、その帯域成分を低域輝度信号ＹＬに
置換することによって第２図に示すような周波数成分か
ら成る輝度信号Ｙ′″を形成する。

このような処理は、緑と赤及び青の解像度の違いに起因
する偽色の発生を防止するために行う。

第３図はフレームメモリ已に記憶されたフレーム画相当
分の画像データの配列の一部を概念的に示すものである
が、図示のように、ＦＩＴ−ＣＣＤのＧストライプＲ／
Ｂ順次カラーフィルタに対応したノンインターレースで
配列されるものとして、補償処理の原理を説明する。第
３図において、Ｇは各画素に対応する緑色データ、Ｒは
各画素に対応する赤色データ、Ｂは各画素に対応する青
色データを示し、更に夫々の記号の添え字ｉ、　　ｉ＋
１・・・・・・等は垂直走査方向ｙの行を示し、添え字
ｊ。

ｊ＋１・・・・・・等は水平走査方向Ｘの列を示す。

尚、説明の都合上、まず、奇数行に位置する受光エレメ
ントに対応する輝度信号の形成原理を説明し、次に、偶
数行に位置する受光エレメントに対応する輝度信号の形
成原理を以下に説明する。

まず、奇数行ｙ＝１．　３．・・・、ｉ、ｔ＋２・・・
等の受光エレメントに対応する高域輝度信号の形成原理
を説明する。この奇数行の緑色の画素に係る高域輝度信
号をｙ行Ｘ列に対応させてＹＩ（。（ｙ、　ｘ）で表す
ものとすると次式（１）に従った演算処理によって求め
る。

ｙｕｃ（ｙ、ｘ） ＝１７１．　Ｉ　Ｇ（ｙ−１，ｘ）＋ｒｒ＋ａ　６　Ｇ
（ｙ、ｘ）、、、、、、、、、、、、　　（１） 但し、ｍ、、ｍ、は各緑色データに重み付けするための
係数である。例えば、第３図に対応してｙ＝ｉ＋２．）
（＝ｊとした場合の奇数行の緑色データＧ　（ｙ、　ｘ
）に対する高域輝度信号ＹＩＩＧ　（ｙ、　Ｘ）は自分
自身Ｇ　（ｙ、　ｘ）及びその１つ前の偶数行に位置す
る緑のデータＧ　（ｙ−１，ｘ）から求める。

次に、奇数行の青色の画素に係る高域輝度信号をｙ行Ｘ
列に対応させてＹＨＩＩ　（ｙ、　Ｘ）で表すものとす
ると次式（２）　に従った演算処理によって求める。

Ｙ＋＋ｓ（ｙ、ｘ） ＝ｍｙ　・Ｒ（ｙ−１，ｘ）＋ｍ４・Ｂ（ｙ、ｘ）−・
・・　（２） 即ち、奇数行の青色データＢ　（ｙ、　ｘ）に対する高
域輝度信号Ｙｌｌｌ　（ｙ、　Ｘ）は、自分自身Ｂ　（
ｙ、　Ｘ）及びその両隣の偶数行に位置する赤色データ
Ｒ（ｙ−１，ｘ）から求める。

ここでもし仮に、奇数行に赤（Ｒ）、偶数行に青（Ｂ）
のフィルタが配置する場合には、奇数行の赤色の画素に
係る高域輝度信号をｙ行Ｘ列に対応させてＹＩＩｍ（ｙ
、ｘ）で表すものとすると次式（３）に従った演算処理
によって求めることとなる。

Ｙ＋＋ｉ（ｙ、ｘ） ｍｓ　−Ｂ　（ｙ−１，Ｘ）　＋　ｍｓ　＃　Ｒ（Ｌ　
Ｘ）・・・・−・　（３） 即ち、奇数行の赤色データＲ（ｙ、　Ｘ）に対する輝度
信号Ｙ□（ｙ、　ｘ）は、自分自身Ｒ（ｙ、　Ｘ）及び
その１つ前の偶数行に位置する青色データＢ　（ｙ−１
，ｘ）から求める。

尚、第３図のように、赤色データが奇数行、青色データ
が偶数行（或いは、逆に青色データが奇数行、赤色デ７
夕が偶数行）という様にして画素配列が決まっている場
合は、上記式（２）と（３）の何れか一方に該当する式
を適用する。しかし、ベイヤー配列のように赤と青の画
素が市松状に配列する場合等にあっては、上記式（２）
と（３）　を配列に応じて適宜に適用する。

次に、奇数行の画素に対応する低域輝度信号をｙ行Ｘ列
のビクセル配列に対応させてＹＬ　（ｙ、りで表すもの
とすると、次式（４）に従った演算処理が行われる。

ＹＬ　　（ｙ、ｘ）＝ｍフ　壷　Ｒｏ＋ｍｓ　　−Ｇｏ
＋ｍｓ　　拳　Ｂ。

但し、緑（Ｇ）エレメントに対応する低域輝度信号Ｙｔ
ａ　（ｙ、　ｘ）を求める場合は、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂ。

に夫々、 を代入することによって求める。

一方、第３図中のＢ　（ｉ＋１．　ｊ＋１）等の青（Ｂ
）エレメントに対応する低域輝度信号ＹＬａ　（ｙ、　
ｘ）を求める場合は、Ｒｏ、　Ｇｏ、　Ｂｏに夫々、を
代入することによって求まる。ここで、各係数値は、 ｍ口　＞ｍｔ　　＞ｍ。

に設定されている。

・・・・・・・・　・（７） ところで、第３図は奇数行に青（Ｂ）、偶数行に赤（Ｒ
）の受光エレメントが対応する場合を示すが、逆に奇数
行に赤（Ｒ）、偶数行に青（Ｂ）の受光エレメントが対
応する場合には赤（Ｒ）についての低域輝度信号ｙＬｍ
（ｙ、ｘ）を求めることとなるので、上記式（４）に、 を代入することによって求める。即ち低域輝度信号ＹＬ
は、自分自身を含めた周囲４個の画像データから求める
こととなる。

次に、偶数行ｙ＝２．　４．・・・、　　ｉ＋ｌ、　　
ｉ＋３・・・・・・等の受光エレメントに対応する高域
輝度信号の形成原理を説明する。この偶数行の緑色の画
素に係る輝度信号をｙ行Ｘ列に対応させてＹ□ｃ（ｙ、
ｘ）で表すものとすると次式（９）に従った演算処理に
よって求める。

Ｙｗａ（ｙ、ｘ） ：ｍ＋ｏ　Ｉ　Ｇ（ｙ−１，ｘ）＋ｍｚ　・Ｇ（ＬＸ）
・−・・−・−（９） 但し、ｍ！、、　　ｍ＋、は各緑色データに重み付けす
るための係数である。例えば、第３図に対応してｙ＝ｉ
＋ｌ、ｘ＝ｊとした場合の偶数行の緑色データＧ　（ｙ
、　Ｘ）に対する高域輝度信号ＹＨＧ　（ｙ、　Ｘ＞は
自分自身Ｇ　（ｙ、　ｘ）及びその１つ前の奇数行に位
置する緑のデータＧ　（ｙ−１，Ｘ　）から求める。

次に、偶数行の赤色の画素に係る高域輝度信号をｙ行Ｘ
列に対応させてＹｕ＋＋（ｙ、ｘ）で表すものとすると
次式（１０）に従った演算処理によって求める。

Ｙｌｌｌ（ＬＸ） ：ｍ＋ｚ　・Ｂ（ｙ−１，ｘ）＋ｍ＋ｓ　−Ｒ（ｙ、ｘ
）即ち、偶数行の赤色データＲ（ｙ、　ｘ）　に対する
輝度信号ＹＨ賢（ｙ、　ｘ）　は、自分自身Ｒ（ｙ、　
Ｘ）及びその１つ前の奇数行に位置する青色データＢ　
（ｙ−１，Ｘ）から求める。

ここでもし仮に、偶数行に青（Ｂ）、奇数行に赤（Ｒ）
のフィルタが配置する場合には、偶数行の青色の画素に
係る高域輝度信号をｙ行Ｘ列に対応させてＹｌｌ！ｌ　
（ｙ、　ｘ）で表すものとすると次式（１１）に従った
演算処理によって求めることとなる。

ＹＨＢ　（ｙ、　Ｘ） ＝ｍｚ　ＨＲ（ｙ−１，ｘ）　＋ｍ＋５１８（ｙ、Ｘ）
・　　（１１） 即ち、偶数行の赤色データＲ（ｙ、　ｘ）に対する輝度
信号Ｙ□（ｙ、　Ｘ）は、自分自身Ｒ（ｙ、　ｘ）及び
その１つ前の奇数行に位置する青色データＢ　（ｙ−１
，Ｘ）から求める。

尚、第３図のように、赤色データが奇数行、青色データ
が偶数行（或いは、逆に青色データが奇数行、赤色デー
タが偶数行）という様にして画素配列が決まっている場
合は、上記式＜１０）と（１１）の何れか一方に該当す
る式を適用する。しかし、ベイヤー配列のように赤と青
の画素が市松状に配列する場合等にあっては、上記式（
１０）と（１１）を配列に応じて適宜に適用する。

次に、偶数行の画素に対応する低域輝度信号をｙ行Ｘ列
のピクセル配列に対応させてＹＬ　（Ｙ、Ｘ）で表すも
のとすると、次式（１２）に従った演算処理が行われる
。

Ｙｔ　　（ｙ、Ｘ）＝　ｍ１６・Ｒｏ＋ｍａ７４　Ｇｏ
＋ｍ＋ａ　ＨＢ。

但し、緑（Ｇ）エレメントに対応する低域輝度信号ＹＬ
Ｇ　（ｙ、　Ｘ）を求める場合は、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂ。

に夫々、 Ｒｏ＝β４　・Ｒ（ｙ−１，ｘ＋１） ］ を代入することによって求める。

一方、第３図中のＲ（ｉ＋２．　ｊ＋１）等の赤（Ｒ）
エレメントに対応する低域輝度信号ｙｔｉ（ｙ、ｘ）を
求める場合は、Ｒｏ　、　Ｇｏ　、　Ｂｏに夫々、ここ
で、各計数値は、 ｍｌｔ＞ｍＢ＞ｍ＋ｅ　　　　　−−−（Ｆ）に設定さ
れている。

ところで、第３図は奇数行に青（Ｂ）、偶数行に赤（Ｒ
）の受光エレメントが対応する場合を示すが、逆に奇数
行に赤（Ｒ〉、偶数行に青（Ｂ）の受光エレメントが対
応する場合には青（Ｂ）についての高域輝度信号ＹＬ！
ｌ　（ｙ、　Ｘ）を求めることとなるので、上記式（１
２）に、 を代入することによって求める。即ち偶数行における低
域輝度信号も自分自身を含めた周囲４個の画像データか
ら求める。

そして、上記式（１）〜（１６）による演算処理によっ
て各高域輝度信号中に含まれる雑音成分がほぼ成る一定
値となるように、更に、各低域輝度信号中に含まれる雑
音成分がほぼ成る一定値となるように、係数ｍ１〜ｍ１
．及びβ１〜β６の値を成る所定の値に設定する。

〔作用〕

このような構成を有し又このような信号処理方法による
擬似電子シャッタによれば、相互に隣接する受光エレメ
ントに対応する複数の信号の相関演算によって合成され
た新たな色信号に基づいて輝度信号及び色差信号を形成
することとしたので、フィールド毎の色信号にスメア量
の差があっても上記相関演算によって相互に平均化され
てしまい各フィールド毎のスメア量は均一化される。

よって、ノンインターレース及びインターレースに準じ
た画像再生を行った場合に、フリッカ−及びラインクロ
ールを生じない鮮明な画像を実現することが可能となる
。

ここで、このスメア量が均一化されることの検証例を示
す。尚、第３図に対応して、各画素に対応する生のデー
タは、次式（１７）、　（１ｇ）　に示すような各種の
雑音成分を含んでいるものとする。即ち、第３図の１行
とｉ＋２行を奇数フィールド、１＋１行とｉ＋３行を偶
数フィールドであるとし、第４図に示すタイミングと同
様に信号読み出しを行うと、奇数フィールドより後に読
み出される偶数フィールドに該当する信号のスメア成分
が大となる。又、各受光エレメントはそれに隣接する受
光エレメントからの漏れ電荷等による影響を受け、この
漏れによる雑音成分も考慮する必要がある。

従って、各受光エレメントに対応する主のデータは、次
式（１７）、　（１８）のように、スメア成分及び又は
上記雑音成分とを真のデータに加算するものとして表現
することができる。

尚、上記式（１７）、　（１８）　において、Ｇ、Ｂ、
Ｒは夫々の受光エレメントに発生する真のデータ、ΔＧ
、ΔＢ、ΔＲは隣の受光エレメントから漏れてくる上記
雑音成分、ＳＧ、Ｓ１１はスメア成分である。

そして、第１図中の信号出力系統Ａに周知のガンマ補正
回路が内蔵しているものとすれば、上記式（１７）とく
１８）はティラー展開を適用することによって次式（１
９）と（２０）に書き換えられる。

（Ｇ（ｉ、ｊ））　’＝　　（Ｇ＋ΔＲ）′−Ｇｒ（１
＋γ・ΔＲ／Ｇ） ＝Ｇ’＋ｒ−△Ｒ−Ｇ　’−’　　　　　　（１９−ａ
）（Ｇ（ｉ＋１．ｊ））　’＝　（Ｇ＋ΔＢ十Ｓｃ）’
！−ｉＧ’−）−ｒ（ΔＢ＋Ｓ、）　　・Ｇ’−（１９
−ｂ） （Ｇ（ｉ＋２．ｊ））　’＝　（Ｇ十ΔＲ）１ζＧ’（
１＋γ・△Ｒ／Ｇ） ＝Ｇ’＋γ　・△Ｒ−Ｇ’− （１９−ｃ） （Ｇ（ｉ＋３．ｊ））　’＝　　（Ｇ＋ΔＢ＋ＳＧ）’
＝Ｇ’十ｒ（ΔＢ＋５ｃ）−Ｇ’− （＋９−ｄ） （Ｒ（ｉ、ｊ＋１））　’−（Ｒ＋ΔＧ）′ｓＲ’　（
１＋ｒ　・ΔＧ／Ｒ） ＝Ｒ’＋ｒ　・ΔＧ−Ｒ’−’　　　　　−・（２０−
ａ）ＣＢ（ｉｌｌ、ｊ＋１）　　）’＝　　（Ｂ＋ΔＧ
＋Ｓｍ）’ｂ＝Ｂ’＋７　・　（Δｃ＋ｓｌ＞　　’　
Ｂ’−’・−・・・・・（２０−ｂ） （Ｒ（ｉ＋２．ｊ＋１）　　）　’＝　　（Ｒ＋ΔＧ）
１’ｖＲ’　（１＋　ｒ　・ΔＧ／Ｒ） ＝Ｒ’＋ｒ・ΔＧ　−Ｒ’−’ ・・・・（２０−ｃ） （Ｂ（ｉ＋３．ｊ＋１））　’−（Ｂ＋Δｃｒ＋ｓｍ）
’ｓＢ’＋ｒ　・　（ΔＧ＋Ｓｓ）　　・Ｂ’−’・・
・・（２０−ｄ） そして、これらの式（１９−ａ）　〜（１９−ｄ）及び
（２０−ａ）　〜（２０−ｄ）中の係数Ｔは適宜の値の
ガンマ係数であり、式（１９−ａ）　〜（１９−ｄ）及
び（２０−ａ）　〜（２０−ｄ）にて示される・各デー
タを上記式（１）〜（１６）に代入することによって、
スメア成分及び雑音成分を含むデータが補償処理される
。ここで、奇数フィールドと偶数フィールドの相隣合う
受光エレメントよりのデータとして、第３図のＧ（ｉｌ
ｌ、ｊ）　、　Ｇ（ｉ＋２．ｊ）　。

Ｂ（ｉｌｌ、ｊ）　、　Ｒ（ｉ＋２．ｊ）を代表にして
、高域輝度信号ＹＨ及び低域輝度信号ＹＬを求めると次
式（２１）と（２２）と成る。即ち、偶数フィールドの
Ｑ　（ｉｌｌ、　ｊ）に対応する高域輝度信号Ｙ、ＩＧ
は上記式（１９−ａ）、　　（１９−ｂ）、（１９−ｃ
）を上記式（９）　に代入することによって求まり、 Ｙｗｃ　（ｉｌｌ、　ｊ） ”ｍｈｏ　”　　（Ｇ’＋　Ｔ　・ΔＲ−Ｇ’−’）＋
ｍ＋＋　　（Ｇ’＋７　・　（ΔＢ＋５Ｇ）＝　（ｍ、
。＋ｍｌ＋）　　・Ｇ’ ＋ｍ＋ｏ’ΔＲ＋ｍｚ　　（ΔＢ＋ＳＧ）・Ｇ’−’） ｒ　Ｇ” となる。

一方、奇数フィールドのＧ　（ｉ＋２．　ｊ）に対応す
る高域輝度信号Ｙ、１．は上記式（１９−ｂ）、　　（
１９−ｃ）、（１９−ｄ）を上記式（１）に代入するこ
とによって求まり、Ｙ、Ｉｃ（ｉ＋２．Ｊ） ＝ｍ、（Ｇ’＋ｒ　・　（ΔＢ＋ＳＧ）　　−Ｇ’−’
）＋ｍｓ　　（Ｇ’＋ｒ−ΔＲ−Ｇ’−’）＝　　（ｍ
＋　　＋ｍ２　）Ｇ’ ＋　（ｍ２・ΔＲ＋　ｍ　＋　（ΔＢ＋５ｃ））ＴＧ’
−’・・・・（２２） となる。

そして、上記式（２１）と（２２）において夫々の係数
を例えば、 と予め設定すると、 上記式（２１）は、 ＹＨＧ　（ｉｌｌ、　Ｊ） ＝Ｇ’　　＋０．　５ｒ　　（ΔＲ＋ΔＢ＋５Ｇ）Ｇ’
−’−・−・・・　（２１−ａ） となり、上記式（２２）は、 Ｙｌｌｃ（ｉ＋２．Ｊ） ＝Ｇ’　　＋０．　５ｒ　　（ΔＲ＋ΔＢ＋５ｃ）Ｇ’
−’（２２−ａ） となるので、偶数フィールドのＹＩＩＧ　＜ｉｌｌ、　
ｊ）　と奇数フィールドのＹ。（ｉ＋２．　ｊ＞の夫々
のスメア成分及び雑音成分が等しくなり、これらのフリ
ッカ等の原因となる成分は均一化されることとなる。

したがって、高域輝度信号に関してのフリッカやライン
クロール等の発生を除くことができる。

又、他の受光エレメントに関する高域輝度信号及び低域
輝度信号についても同様の演算処理を行うことによって
各フィールド毎のスメア成分及び雑音成分を均一化する
ことができ、フリッカやラインクロール等の発生を除く
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

尚、この実施例において電子スチルカメラ等の擬似電子
シャッターに適用するＦＩＴ−ＣＣＤは、第５図に示し
たものと同様の構造を有し、更に受光領域の各受光エレ
メントに　発生した信号電荷を第６図に示すフィールド
読み出しに従って読み出すものとして説明する。

第４図において、従来と同様のシャッター動作によって
ＦＩＴ−ＣＣＤから出力される映像信号Ｓ０はプリアン
プ５で適当な振幅に増幅され、ホワイトバランス回路６
及びガンマ補正回路７を介してＡ／Ｄ変換器８に供給さ
れ、例えば８ビット階調のデジタル画像データに変換さ
れる。９はフレームメモリであり、奇数フィールドに該
当するフィールドデータと偶数フィールドに該当するフ
ィールドデータを画素配列に対応するようにして所定の
記憶領域に整然と記憶することで１フレ一ム分の画像デ
ータを保持することができる。

１０は補償回路を内蔵したマトリクス回路であり、フリ
ッカ及びラインクロールを生じない鮮明な画像を実現す
るための補償処理を行った輝度信号Ｙ０及び色差信号Ｒ
ＹＬ　、　　Ｂ　　ＹＬを形成する。

マトリクス回路１０は、上記式（１）〜（１６）におけ
る各係数値が次のように設定されている。

上記式（８）と（１３）の係数β１．β２．β１．β７
．β５゜β６は、 に設定されている。

次に、このような係数値を荷重して加算演算を行う（以
下、３線相関演算と言う）ことによってスメア成分が均
一化されることを検証する。

尚、第３図に対応して、各画素に対応する生のデータは
、上記式（１７）、　（１ｇ）に示すような各種の雑音
成分を含んでいるものとする。即ち、第３図のｉ行とｉ
＋２行を奇数フィールド、ｉ＋１行とｉ＋３行を偶数フ
ィールドであるとし、第４図に示すタイミングと同様に
信号読み出しを行うと、奇数フィールドより後に読み出
される偶数フィールドに該当する信号のスメア成分が大
となる。又、各受光エレメントはそれに隣接する受光エ
レメントからの漏れ電荷等による影響を受け、この漏れ
による雑音成分も考慮する必要がある。従って、各受光
エレメントに対応する生のデータは、上記式（１７）、
　（１８）のように、スメア成分及び又は上記雑音成分
とを真のデータに加算したものとなる。

尚、上記式（１７）、　（１８）において、Ｇ、　Ｂ、
　Ｒは夫々の受光エレメントに発生する真のデータ、Δ
Ｇ、ΔＢ、ΔＲは隣の受光エレメントからの上記雑音成
分、Ｓａ、Ｓｍ　はフリッカ成分である。

更に第４図に示すように、信号出力経路中にガンマ補正
回路７が内蔵しているので、上記式（１７）と（１８）
はティラー展開を適用することによって上記次式（１９
）と（２０）に書き換えられる。

上記式（１９−ａ）　〜（１９−ｄ）及び（２０−ａ）
　〜（２０−ｄ）にて示される各データ及び上記式（２
４）〜（３１）を上記式（１）　〜（１６）に代入する
ことによって、スメア成分及び雑音成分を含むデータが
補償処理される。

まず、奇数フィールドと偶数フィールドの相隣合う受光
エレメントよりのデータとして、第３図のＧ（ｉ＋１．
ｊ）　、　Ｇ（ｉ＋２．ｊ）を代表として、夫々の高域
輝度信号ＹＨＧを求めると、偶数フィールドＧ　（ｉ＋
１．　ｊ）に対応する高域輝度信号ＹＨＧは上記式４式
％ 一方、奇数フィールドのＧ　（ｉ＋２．　ｊ）に対応す
る高域輝度信号ＹＨＱは上記式（１）から、Ｙｎｃ　（
ｉ＋２．　Ｊ） ＝Ｇ’　　＋〇、５ｒＧ’−’（△Ｒ十ΔＢ＋　５ｃ）
となる。したがって、上記式（２６）と（２７）から明
らかなように相互に隣接関係にある緑の受光エレメント
に対するスメア成分は均一化される。

次に、第３図のＢ　（ｉ＋１．　Ｊ＋１）とＲ（ｉ＋２
．　ｉ＋１）に対する高域輝度信号Ｙｌ（ＩｌとＹ■と
の補償関係を検δ圧する。

Ｂ　（ｉ＋１．　ｊ”ｌ）　に関する高域輝度信号Ｙｌ
ｌ！１は上記式（２）に上記式（２０−ａ）　〜（２０
−ａ）及び（２４）、　（２５）を代入することによっ
て求まり、 ＹＩＩＢ　（ｉ＋１．　Ｊ”ｌ） ０．５・Ｒ（ｉ、　ｉ＋１）　＋０．５・Ｂ　（ｉ＋１
．　ｉ＋１）＝０．５・　（Ｒ’＋ｙΔＧ　−Ｒ’−’
）＋０．５　・（Ｂ’＋　ｒΔＧ−Ｂｒ−’＋　ｒ　Ｓ
ａ　　・Ｂ’−’）０．５−　　（Ｒ’＋Ｂ’） ＋０．５　・ｒ　Ｂ”　（ΔＧ　＋　Ｓ　ｎ　）＋０．
５−　ｒ　Ｒ’−’ΔＧ −，，，，，（２８） となる。

一方、Ｒ（ｉ＋１．　ｉ＋１）　に関する高域輝度信号
ＹＩ（１１は上記式（３）に上記式（２０−ａ）　〜（
２０−ｄ）及び（２４）、　（２５）を代入することに
よって求まり、Ｙ□（ｉ＋２．　ｊ”１） ＝０．５・Ｂ　（ｉ＋１．　ｉ＋１）　＋０．５・Ｒ（
ｉ＋２．　ｉ＋１）＝０．５　・（Ｂ’＋　ｒ△Ｇ−Ｂ
’−’＋　ｒ　Ｓａ　・Ｂ’−’）＋ｏ、　５　（Ｒ’
＋ｒΔＧ　、Ｒ’−１）＝０．５　（Ｒ’＋Ｂｒ） ＋０．５　・ｒ　Ｂ”　（Δｃ＋ｓｎ）＋０．５°ｒＲ
ｃ−１ΔＧ となる。従って、上記式（２８）と（２９）から明らか
なように相互に隣接関係にある赤と青の受光エレメント
に対するスメア成分は均一化される。

次に、低域輝度信号ＹＬについての検証を説明する。即
ち、上記式（４）〜（８）に上記式（２４）。

（２５）の値を代入することによって補償演算が行われ
、例えば第３図のＧ　（ｉ＋１．　ｊ）　とＧ　（ｉ＋
２．　ｊ）に対する低域輝度信号ＹＬＧ　（＋＋１．Ｊ
）とＹＬＧ　（１＋２．　Ｊ）について述べると、まず
、ＹＬＧ　（ｉ＋１．　ｊ）　は、ＹＬＧ　（ｉ＋１．
　ｊ） ０３　・　　（Ｒ（ｉ、〕＋＋１＋　Ｒ（ｉ＋２．ｉ＋
１）　　）十０．５９・　（０，５・Ｇ　（ｉ、　Ｊ）
　＋０．５・Ｇ　（ｉ＋１．　ｊ）　）＋０．１１・Ｂ
　（ｉ＋１．　ｉ＋１＞＝０．３　−　Ｒ１＋０．５９
−　Ｇ”０．１１−　Ｂ’＋Ｏ，ｌＨΔｃ＋　Ｓｓ　）
ｒ　Ｂ’−’となる。

一方、ＹＬＧ　＜１＋２．　」）　は、ＹＬＧ　（＋＋
２．３） ＝０．３　・　Ｒ（ｉ＋２．ｉ＋１） 十〇、５９・　（０，５・Ｇ　（ｉ＋１．　ｊ）　＋０
．５・Ｇ　（ｉ＋２．　ｊ）　）＋０．１１・　（Ｂ　
（ｉ＋１．　ｉ＋１）　）＋０．１１（ΔＧ＋　Ｓｓ　
）　　ｒ　Ｂ’−、、（３１） となる。したがって、上記式（３０）と（３１）から明
らかなように、スメア及び雑音成分が等しくなる。

以上説明したように、この実施例によれば、撮像デバイ
スより読み出された奇数フィールドの受光エレメントに
対応する画像データに含まれるスメア成分と、偶数フィ
ールドの受光エレメントに対応する画像データに含まれ
るスメア成分とが異なっても、マ）　ＩＪクス回路内の
補償子役によって均一化されるので、ＴＶモニタ等にお
けるインターライン走査で画像を再生したときのフリッ
カを大幅に低減することができ、又、プリンタ等によっ
てノンインターライン走査で印刷を行う場合のラインク
ロールの発生を大幅に低減することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、フレーム画に相当
する配列の画像データ群に関しての相互に隣接関係にあ
る複数の画像データに荷重係数を乗算して夫々を加算演
算することによって高域輝度信号及び低域輝度信号を形
成することとしたので、擬似電子シャッタ動作させるこ
とによって各画像データに混入するスメア成分を均一化
することができ、画像再生を行った場合にフリッカ及び
ラインクロールの発生を大幅に低減することができ、良
質の再生画像を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図； 第２図及び第３図は本発明の作用説明図；第４図は本発
明の実施例構成説明図； 第５図はＦＩＴ−ＣＣＤの構成説明図；第６図はＦＩＴ
−ＣＣＤの擬似電子シャッター動作を説明するタイミン
グ・チャートである。 ７；ガンマ補正回路 ８７Ａ／Ｄ変換器 ９；フレーム・メモリ １０；マトリクス回路 図中の符号： １；受光領域 ２；蓄積領域 ３；水平転送路 ４：出力アンプ ５；プリ・アンプ ６；ホワイトバランス回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の水平ラインに赤信号及び緑信号を形成する
   微細フィルタと、第２の水平ラインに青信号及び緑信号
   を形成する微細フィルタとを各水平ライン毎に交互に配
   列した単板式モザイクフィルタを受光面に設けたフレー
   ムインターライントランスファ方式の電荷結合型固体撮
   像デバイスを用い、一方の水平ラインの受光エレメント
   に発生した画像信号を先に垂直転送路に読出してこれを
   蓄積領域に転送した後、他方の水平ラインの受光エレメ
   ントに発生した画像信号を垂直転送路に読出す擬似フレ
   ーム電子シャッターよりインターレース読出しによって
   読出した画像信号から高域輝度信号を形成する擬似フレ
   ーム電子シャッターにおける輝度信号形成方法において
   、 前記の各受光エレメントに対応する高域輝度信号を、該
   受光エレメントより出力された画像信号と該受光エレメ
   ントに垂直走査方向に隣接関係にある何れか一方の受光
   エレメントより出力された画像信号に夫々所定の荷重係
   数を乗算し、且つこれらの乗算結果を加算演算すること
   により形成することを特徴とする擬似フレーム電子シャ
   ッターにおける輝度信号形成方法。
2. （２）第１の水平ラインに赤信号及び緑信号を形成する
   微細フィルタと、第２の水平ラインに青信号及び緑信号
   を形成する微細フィルタとを各水平ライン毎に交互に配
   列した単板式モザイクフィルタを受光面に設けたフレー
   ムインターライントランスファ方式の電荷結合型固体撮
   像デバイスを用い、一方の水平ラインの受光エレメント
   に発生した画像信号を先に垂直転送路に読出してこれを
   蓄積領域に転送した後、他方の水平ラインの受光エレメ
   ントに発生した画像信号を垂直転送路に読出す擬似フレ
   ーム電子シャッターよりインターレース読出しによって
   読出した画像信号から低域輝度信号を形成する擬似フレ
   ーム電子シャッターにおける輝度信号形成方法において
   、 適宜の受光エレメントと該受光エレメントの垂直走査方
   向及び水平走査方向において隣接する少なくとも３個の
   受光エレメントとに発生する少なくとも合計４個の画像
   信号に適宜の荷重係数を乗算し、これらの乗算結果を各
   色毎に加算演算することによって各色の画像信号とした
   後、これらの新たな色信号に基づいて上記適宜の受光エ
   レメントに対応する低域輝度信号を演算することを特徴
   とする擬似フレーム電子シャッターにおける輝度信号形
   成方法。