JPH03237888A - カラー撮像装置 - Google Patents
カラー撮像装置Info
- Publication number
- JPH03237888A JPH03237888A JP2034316A JP3431690A JPH03237888A JP H03237888 A JPH03237888 A JP H03237888A JP 2034316 A JP2034316 A JP 2034316A JP 3431690 A JP3431690 A JP 3431690A JP H03237888 A JPH03237888 A JP H03237888A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- color
- frequency
- converter
- image sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
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、デジタル信号処理で少なくとも色情報の処理
を行う構成のカラー撮像装置に関する。
を行う構成のカラー撮像装置に関する。
従来の技術
機器のデジタル化は、特性の向上や安定化を図れるとい
う長所を持っているため、半導体技術の進歩と共に、民
生用のビデオ機器の信号処理もデジタル処理で行われる
ようになってきた。この−例として、デジタル信号処理
で色情報の処理を行う構成のカラー撮像装置の従来構成
例を第７図に、またこのカラー撮像装置に使用するカラ
ー撮像装置の色フィルタの例を第２図に示す。
う長所を持っているため、半導体技術の進歩と共に、民
生用のビデオ機器の信号処理もデジタル処理で行われる
ようになってきた。この−例として、デジタル信号処理
で色情報の処理を行う構成のカラー撮像装置の従来構成
例を第７図に、またこのカラー撮像装置に使用するカラ
ー撮像装置の色フィルタの例を第２図に示す。
第７図において、カラー撮像素子１から得られルアナロ
グの信号は、アナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ
変換器と記す。）３でデジタル信号に変換された後に、
デジタル信号処理回路４で処理されて、その出力端子５
及び６にはそれぞれ輝度信号と色信号が出力される。
グの信号は、アナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ
変換器と記す。）３でデジタル信号に変換された後に、
デジタル信号処理回路４で処理されて、その出力端子５
及び６にはそれぞれ輝度信号と色信号が出力される。
カラー撮像素子１から得られる信号とデジタル信号処理
回路４の処理の概要を、カラー撮像素子１として第２図
に示す色フィルタを配した場合で説明する。
回路４の処理の概要を、カラー撮像素子１として第２図
に示す色フィルタを配した場合で説明する。
第２図において、奇数フィールドのｎＨ行若しくは偶数
フィールドのｎ’Ｈ行を走査すると、第３図（ａ）ｔ
（Ｃ）に示すような画素毎に変化する信号が、また、
偶数フィールドの（ｎ＋１）Ｈ行若しくは偶数フィール
ドの（ｎ＋１）’ Ｈを走査すると、第３図（ｂ）、
（ｄ）に示すような画素毎に変化する信号がカラー撮
像素子１から出力される。つまり、ｎＨＨ行目若くはｎ
ｌ Ｈ行目からは、低域信号として２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ
の略輝度信号が、高周波変調信号として２Ｂ−Ｇの色差
信号が得られ、（ｎ＋１）Ｈ行目若しくは（ｎ＋１）’
ＨＨ行目らは、低域信号として２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂの略輝
度信号が、高周波変調信号として２Ｒ−Ｇの色差信号が
得られる。これらの信号の出力レベル（信号レベル）と
カラー撮像素子１の入力光の大きさ（入力光レベル）と
の関係を示したのが第４図（ａ）の特性図である。すな
わち、同図の一点鎖線７で示す低域信号（輝度信号）と
実線８及び９でその包絡線を示す高周波変調成分（色差
信号）とを重畳した信号がカラー撮像素子１の出力信号
となり、その周波数スペクトラムは第５図に示すように
なる。したがって、デジタル信号処理回路４の輝度信号
処理は、基本的にこの信号に低域通過フィルタを介する
処理となる。一方、色信号処理は、カラー撮像素子１か
らの信号を帯域通過フィルタを介するか若しくは画素毎
に減算処理を行って２種類の色差信号を分離する処理と
線順次の色差信号の同時化処理が基本的な処理となる。
フィールドのｎ’Ｈ行を走査すると、第３図（ａ）ｔ
（Ｃ）に示すような画素毎に変化する信号が、また、
偶数フィールドの（ｎ＋１）Ｈ行若しくは偶数フィール
ドの（ｎ＋１）’ Ｈを走査すると、第３図（ｂ）、
（ｄ）に示すような画素毎に変化する信号がカラー撮
像素子１から出力される。つまり、ｎＨＨ行目若くはｎ
ｌ Ｈ行目からは、低域信号として２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ
の略輝度信号が、高周波変調信号として２Ｂ−Ｇの色差
信号が得られ、（ｎ＋１）Ｈ行目若しくは（ｎ＋１）’
ＨＨ行目らは、低域信号として２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂの略輝
度信号が、高周波変調信号として２Ｒ−Ｇの色差信号が
得られる。これらの信号の出力レベル（信号レベル）と
カラー撮像素子１の入力光の大きさ（入力光レベル）と
の関係を示したのが第４図（ａ）の特性図である。すな
わち、同図の一点鎖線７で示す低域信号（輝度信号）と
実線８及び９でその包絡線を示す高周波変調成分（色差
信号）とを重畳した信号がカラー撮像素子１の出力信号
となり、その周波数スペクトラムは第５図に示すように
なる。したがって、デジタル信号処理回路４の輝度信号
処理は、基本的にこの信号に低域通過フィルタを介する
処理となる。一方、色信号処理は、カラー撮像素子１か
らの信号を帯域通過フィルタを介するか若しくは画素毎
に減算処理を行って２種類の色差信号を分離する処理と
線順次の色差信号の同時化処理が基本的な処理となる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような構成の従来のデジタル処理を
行う撮像装置では、次のような問題点があった。つまり
、カラー撮像装置から得られる信号は、第４図（ａ）に
示したように、低域信号として得られる輝度信号に色信
号が高周波の変調信号として重畳した信号であり、第３
図の画素毎の信号（ｃ）、 （ｄ）若しくは第４図（
ａ）からもわかるようにこの変調信号成分は低域信号成
分に比してその信号振幅が小さいものである。第４図（
ａ）に示すように、低域信号レベルを１００％とすると
、一般的に変調信号レベルは４０％程度である。したが
って、このような信号を一括してＡ／Ｄ変換を行う構成
では、Ａ／Ｄ変換のビット数が、輝度信号に比して色差
信号のビット数が格段に小さくなり、機器の性能として
色信号のＳ／Ｎや偽輪郭等の性能が悪くなる。ちなみに
、Ａ／Ｄ変換の量子化ノイズによる画像のＳ／Ｎは、量
子化のビット数をｎとすると ５ｐ−ｐ／Ｎｒｍｓ＝８．０＋８ｎ ［ｄＢ］であるの
で、例えば、Ａ／Ｄ変換器３に現在映像用として一般的
な８ビツト（Ａ／Ｄ変換器の許容入力信号レベルで８ビ
ツトに量子化される。）のものを使用し、定常の輝度信
号の入力信号振幅を機器としてのダイナミックレンジ確
保のためＡ／Ｄ変換器３の許容入力信号レベルの１／２
とすると、輝度信号の量子化ビット数は７ビツト、色差
信号の量子化ビット数は６ビツト以下（この例では正確
には約５．７ビツト）となり、色信号のＳ／Ｎは量子化
ノイズだけで４４ｄＢ以下となる。そして、これにさら
にカラー撮像素子１等で発生するノイズが加わるため色
差信号の特性として満足ゆくものが得られない。これを
解決するには、Ａ／Ｄ変換器３のビット数を大きくすれ
ばよいが、非常に高価となり実際的ではない。
行う撮像装置では、次のような問題点があった。つまり
、カラー撮像装置から得られる信号は、第４図（ａ）に
示したように、低域信号として得られる輝度信号に色信
号が高周波の変調信号として重畳した信号であり、第３
図の画素毎の信号（ｃ）、 （ｄ）若しくは第４図（
ａ）からもわかるようにこの変調信号成分は低域信号成
分に比してその信号振幅が小さいものである。第４図（
ａ）に示すように、低域信号レベルを１００％とすると
、一般的に変調信号レベルは４０％程度である。したが
って、このような信号を一括してＡ／Ｄ変換を行う構成
では、Ａ／Ｄ変換のビット数が、輝度信号に比して色差
信号のビット数が格段に小さくなり、機器の性能として
色信号のＳ／Ｎや偽輪郭等の性能が悪くなる。ちなみに
、Ａ／Ｄ変換の量子化ノイズによる画像のＳ／Ｎは、量
子化のビット数をｎとすると ５ｐ−ｐ／Ｎｒｍｓ＝８．０＋８ｎ ［ｄＢ］であるの
で、例えば、Ａ／Ｄ変換器３に現在映像用として一般的
な８ビツト（Ａ／Ｄ変換器の許容入力信号レベルで８ビ
ツトに量子化される。）のものを使用し、定常の輝度信
号の入力信号振幅を機器としてのダイナミックレンジ確
保のためＡ／Ｄ変換器３の許容入力信号レベルの１／２
とすると、輝度信号の量子化ビット数は７ビツト、色差
信号の量子化ビット数は６ビツト以下（この例では正確
には約５．７ビツト）となり、色信号のＳ／Ｎは量子化
ノイズだけで４４ｄＢ以下となる。そして、これにさら
にカラー撮像素子１等で発生するノイズが加わるため色
差信号の特性として満足ゆくものが得られない。これを
解決するには、Ａ／Ｄ変換器３のビット数を大きくすれ
ばよいが、非常に高価となり実際的ではない。
本発明は係る点に鑑み、一般的で安価な低ビットのＡ／
Ｄ変換器を用いたときにも、色信号のＳ／Ｎ等の特性の
良好なカラー撮像装置を提供することを目的とする。
Ｄ変換器を用いたときにも、色信号のＳ／Ｎ等の特性の
良好なカラー撮像装置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
本発明は上記目的を達成するため、前面にモザイク状若
しくはストライプ状の色フィルタを配して被写体の色情
報を高周波変調信号（変調周波数：ｆｃ）として取り出
すカラー固体撮像素子と、このカラー固体撮像素子の出
力信号の色変調周波数近傍の周波数成分を強調する高域
若しくは帯域強調回路と、この高域若しくは帯域強調手
段の出力をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器と
、このＡ／Ｄ変換器の出力を処理して少なくとも色信号
を得るカラー撮像装置である。
しくはストライプ状の色フィルタを配して被写体の色情
報を高周波変調信号（変調周波数：ｆｃ）として取り出
すカラー固体撮像素子と、このカラー固体撮像素子の出
力信号の色変調周波数近傍の周波数成分を強調する高域
若しくは帯域強調回路と、この高域若しくは帯域強調手
段の出力をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器と
、このＡ／Ｄ変換器の出力を処理して少なくとも色信号
を得るカラー撮像装置である。
作用
本発明は上記した構成により、高周波変調信号を強調し
た後にＡ／Ｄ変換することにより、色差信号の量子化ビ
ット数を向上して、色信号の特性の良好なカラー撮像装
置を提供することができる。
た後にＡ／Ｄ変換することにより、色差信号の量子化ビ
ット数を向上して、色信号の特性の良好なカラー撮像装
置を提供することができる。
実施例
以下、本発明の実施例におけるカラー撮像装置を図面を
用いて説明する。第１図は本発明の基本構成を示すブロ
ック図であり、第７図の従来例と同一部分は同一符号で
示している。
用いて説明する。第１図は本発明の基本構成を示すブロ
ック図であり、第７図の従来例と同一部分は同一符号で
示している。
第１図において、第２図に示す色フィルタが配されたカ
ラー撮像素子１からは前記したように第４図（ａ）に示
すような低域信号（輝度信号）に高周波（周波数：ｆｃ
）変調信号（色信号）が重畳したアナログ信号が得られ
る。この信号は、変調信号の周波数ｆｃ近傍の周波数成
分を強調する高域若しくは帯域強調回路２で、その変調
成分が強調され（この例では約２倍に強調されている。
ラー撮像素子１からは前記したように第４図（ａ）に示
すような低域信号（輝度信号）に高周波（周波数：ｆｃ
）変調信号（色信号）が重畳したアナログ信号が得られ
る。この信号は、変調信号の周波数ｆｃ近傍の周波数成
分を強調する高域若しくは帯域強調回路２で、その変調
成分が強調され（この例では約２倍に強調されている。
）、第４図（ｂ）に示すように低域成分に対する変調成
分の振幅比率が入力信号に比べて大きくされる。
分の振幅比率が入力信号に比べて大きくされる。
尚、同図の一点鎖線１０と実線１１及び１２は第４図（
ａ）と同様、それぞれ低域信号（輝度信号）と高周波変
調成分（色差信号）の包絡線とを示す。
ａ）と同様、それぞれ低域信号（輝度信号）と高周波変
調成分（色差信号）の包絡線とを示す。
そしてこの信号は、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル信号に変
換された後に、従来例と同様にデジタル信号処理回路４
で処理されて、その出力端子５及び６にはそれぞれ輝度
信号と色信号が出力される。
換された後に、従来例と同様にデジタル信号処理回路４
で処理されて、その出力端子５及び６にはそれぞれ輝度
信号と色信号が出力される。
ここで、この構成例でのＡ／Ｄ変換での量子化ビット数
について説明する。
について説明する。
従来例と同様に、Ａ／Ｄ変換器３に現在映像用として一
般的な８ピツ） （Ａ／Ｄ変換器の許容入力信号レベル
で８ビツトに量子化される。）のものを使用し、定常の
輝度信号の入力信号振幅を機器としてのダイナミックレ
ンジ確保のためＡ／Ｄ変換器３の許容入力信号レベルの
１７２とする。
般的な８ピツ） （Ａ／Ｄ変換器の許容入力信号レベル
で８ビツトに量子化される。）のものを使用し、定常の
輝度信号の入力信号振幅を機器としてのダイナミックレ
ンジ確保のためＡ／Ｄ変換器３の許容入力信号レベルの
１７２とする。
輝度信号の量子化ビット数は従来例と同様７ビツトであ
る。一方、色差信号の量子化ビット数は、従来例に比し
てＡ／Ｄ変換器３へ入力する変調信号レベルが約２倍に
なっているので、約６．７ビツトとなり、従来例に比し
１ビツト増加し、したがって、量子化ノイズに対するＳ
／Ｎは６ｄＢ増加する。
る。一方、色差信号の量子化ビット数は、従来例に比し
てＡ／Ｄ変換器３へ入力する変調信号レベルが約２倍に
なっているので、約６．７ビツトとなり、従来例に比し
１ビツト増加し、したがって、量子化ノイズに対するＳ
／Ｎは６ｄＢ増加する。
尚、高域若しくは帯域強調回路２の特性は、第６図にそ
の一例を示すように、高周波変調信号の周波数ｆｃ近傍
の周波数成分に対する増幅度が、他の周波数成分に対す
る増幅度より大きい帯域増幅回路が望まれるが、このよ
うな特性の帯域増幅回路に限る必要はなく、高周波変調
信号の周波数ｆｃ近傍の周波数成分に対する増幅度が低
域成分に対する増幅度より大きくて、低域成分に対する
変調成分の比率を大きくするもの（例えば高域強調回路
）であれば本発明を達成できることは明らかである。最
も、帯域強調回路としたほうが、回路の発信等の安定性
やＡ／Ｄ変換時のサンプリングによって信号帯域に折り
返ってくるノイズが少なくなるという長所がある。
の一例を示すように、高周波変調信号の周波数ｆｃ近傍
の周波数成分に対する増幅度が、他の周波数成分に対す
る増幅度より大きい帯域増幅回路が望まれるが、このよ
うな特性の帯域増幅回路に限る必要はなく、高周波変調
信号の周波数ｆｃ近傍の周波数成分に対する増幅度が低
域成分に対する増幅度より大きくて、低域成分に対する
変調成分の比率を大きくするもの（例えば高域強調回路
）であれば本発明を達成できることは明らかである。最
も、帯域強調回路としたほうが、回路の発信等の安定性
やＡ／Ｄ変換時のサンプリングによって信号帯域に折り
返ってくるノイズが少なくなるという長所がある。
また、本発明は、第２図に示す色フィルタを配したカラ
ー撮像素子に限られる事なく、低域信号に高周波変調信
号を重畳した信号を出力する構成の色フィルタを配した
カラー撮像素子全般に適用できることも明らかである 発明の効果 以上のように本発明によれば、カラー撮像素子から得ら
れる信号の高周波変調成分を強調した後に、Ａ／Ｄ変換
を行ってデジタル信号処理を行うので、比較的安価な低
ビットのＡ／Ｄ変換器を使用して満足の行く性能のカラ
ー撮像装置を提供でき、その産業的利用価値は大きい。
ー撮像素子に限られる事なく、低域信号に高周波変調信
号を重畳した信号を出力する構成の色フィルタを配した
カラー撮像素子全般に適用できることも明らかである 発明の効果 以上のように本発明によれば、カラー撮像素子から得ら
れる信号の高周波変調成分を強調した後に、Ａ／Ｄ変換
を行ってデジタル信号処理を行うので、比較的安価な低
ビットのＡ／Ｄ変換器を使用して満足の行く性能のカラ
ー撮像装置を提供でき、その産業的利用価値は大きい。
第１図は本発明の実施例におけるカラー撮像装置の基本
構成を示すブロック図、第２図は同実施るカラー撮像素
子から得られる信号の模式図、第４図は同実施例の動作
を説明する特性図、第５図は同実施例におけるカラー撮
像素子から得られる信号の周波数スペクトラム図、第６
図は同実施例における帯域強調回路の特性例を示す周波
数特性図、第７図は従来のカラー撮像装置の構成を示す
ブロック図である。 １・・・カラー撮像素子、 ２・・・高域または帯域
強調回路、 ３・・・Ａ／Ｄ変換器、 ４・・・デジタル信 号処理回路。
構成を示すブロック図、第２図は同実施るカラー撮像素
子から得られる信号の模式図、第４図は同実施例の動作
を説明する特性図、第５図は同実施例におけるカラー撮
像素子から得られる信号の周波数スペクトラム図、第６
図は同実施例における帯域強調回路の特性例を示す周波
数特性図、第７図は従来のカラー撮像装置の構成を示す
ブロック図である。 １・・・カラー撮像素子、 ２・・・高域または帯域
強調回路、 ３・・・Ａ／Ｄ変換器、 ４・・・デジタル信 号処理回路。
Claims (2)
- （１）前面にモザイク状若しくはストライプ状の色フィ
ルタを配して被写体の色情報を高周波変調信号として取
り出すカラー固体撮像素子と、このカラー固体撮像素子
の出力信号の色変調周波数近傍の周波数成分を低域周波
数成分よりも強調する強調手段と、 この強調手段の出力をアナログ−デジタル変換するＡ／
Ｄ変換器と、 このＡ／Ｄ変換器の出力を処理して少なくとも色信号を
得ることを特徴とするカラー撮像装置。 - （２）強調手段は、前記カラー固体撮像素子の出力信号
の色変調周波数近傍の周波数成分を強調する帯域強調回
路としたことを特徴とする請求項１記載のカラー撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2034316A JPH03237888A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | カラー撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2034316A JPH03237888A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | カラー撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237888A true JPH03237888A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12410759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2034316A Pending JPH03237888A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | カラー撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03237888A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015097776A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 日立マクセル株式会社 | 撮像素子および撮像装置 |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP2034316A patent/JPH03237888A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015097776A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 日立マクセル株式会社 | 撮像素子および撮像装置 |
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