JPH05130632A - 映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カメラのディジタル処理用１チップＩＣ内
の、ラインメモリの数を減らしてＩＣの省スペース化を
実現すると共に高画質を得ることである。 【構成】 クランプ回路１を経た撮像出力は垂直補間回
路２に於て、電子ズームに応じた垂直補間と色情報の同
時化処理が為され、更に２チャンネルの垂直補間情報が
ＹＣ分離回路３に於て２種類の色差情報に変換され、２
チャンネルの色差情報が水平補間回路５に入力され、２
チャンネルの水平補間情報がＲＧＢ合成回路７に於て三
原色情報に変換される。また、輝度信号はγ補正後にニ
ー補正がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ用ＩＣの省スペ
ース化に適した映像信号号処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ズーム機能を持つビデオカメラの構
成については、「ビデオカメラの高機能化と高画質化」
と題して１９９１年１１月１９〜２０日に技研情報セン
ターの主催で開催された講演会の予稿集の第３講に「カ
メラ一体型ＶＴＲのディジタル処理技術」として開示さ
れており、電子ズームによって設定された撮像素子のズ
ーム指定エリア内のラインを水平方向にも垂直方向にも
補間により拡大する技術が開示されている。この電子ズ
ームは、信号処理の後段で手ブレ補正と共に実行されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述する従来
例の様にＩＣを１チップ化しない場合には、省スペース
が問題になることはないが、信号処理及び電子ズーム各
機能を１個のＩＣに内蔵しようとする場合、スペースの
問題が生ずる。ＩＣ化に際して大きなスペースを確保す
る必要がある部分はラインメモリの部分であり、ライン
メモリの数が多くなればＩＣのスペースは大きくならざ
るを得ない。前述する従来例の場合、色信号の同時化や
垂直アパーチャ信号形成等の信号処理に最低２個のライ
ンメモリが必要になり、更に電子ズーム部分に輝度用と
色差用の合計３個のラインメモリが必要となる。そこ
で、本発明では、この様な従来例に比してラインメモリ
の数を減らし、更に回路の重複も少なくした１チップＩ
Ｃに適した回路を提案せんとするものである。

【０００４】また、ハイライト部分の変化を抑えるニー
補正回路をＩＣ内に有効に配置することにより、画質を
向上させた映像信号処理回路を提案するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、信号処理とズ
ーム処理を実行する１チップＩＣに於て、１チャンネル
の撮像出力を入力する垂直補間処理回路の後段にＹＣ分
離回路を設け、ＹＣ分離出力を水平補間回路と三原色信
号合成回路の順またはその逆に供給することを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明は、ＹＣ分離後のデジタル輝
度信号をγ補正するγ補正回路と、このγ補正回路の後
段に設けられ、入力信号レベルに対する出力信号レベル
の関係が、入力信号レベルの低い第１の範囲では第１の
勾配を持ってリニアであり、入力信号レベルがそれより
高い第２の範囲では前記第１の勾配よりも小さい第２の
勾配を持ってリニアであるような入出力特性を有するニ
ー補正回路とを一つのＩＣ内に収納してなる映像信号処
理回路である。

【０００７】

【作用】よって、本発明によれば、１チャンネルの撮像
出力が色情報毎に垂直補間処理されて２チャンネル化さ
れ、２チャンネルのＹＣ分離回路で同時化された２種類
の色差情報に変換され、以降水平補間処理されてＲＧＢ
信号が合成されるか、逆にＲＧＢ信号合成後に水平補間
処理される。

【０００８】また、本発明によれば、デジタル輝度信号
のγ補正後の出力でニー補正を行うことによりニー補正
の変化点付近のゲインは予め小さくなっているため変化
点付近の変化は小さくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示する一実施例に従い説明
する。まず、図１は本実施例の全体的な回路ブロック図
を示し、図２以下は図１の各ブロックの具体的な回路ブ
ロック図や説明図を示す。そこで、図１の信号の流れに
従い図２以下の各部の動作について説明する。

【００１０】本実施例のディジタルカメラＩＣの前段に
は、カラーフィルタを設けたＣＣＤ固体撮像素子ＰＵ
と、ＡＤ変換回路ＡＤが設けられている。

【００１１】（前処理）固体撮像素子ＰＵは、撮像面に
モザイク状のカラーフィルタを貼り付けている。図２
は、固体撮像素子ＰＵの補色カラーフィルタ配列と撮像
出力の関係をを示す。この図左側は縦横４画素に対する
透過カラーフィルタ配列を示し、１ライン目は（Ｒ＋
Ｂ）とＧの繰り返しで構成されており、２ライン目は
（Ｇ＋Ｂ）と（Ｒ＋Ｇ）の繰り返しで構成されており、
３ライン目は１ライン目と逆位相となっており、４ライ
ン目は２ライン目と逆位相となっている。この補色カラ
ーフィルタ配列は、垂直方向及び水平方向に繰り返し形
成される。そこで、奇数フィールドの撮像出力は図の中
央に示す様に、１ライン目と２ライン目の受光出力を加
算した出力と、３ライン目と４ライン目の受光出力を加
算した出力とより成る。また、偶数フィールドの撮像出
力は図の右側に示す様に、２ライン目と３ライン目の受
光出力を加算した出力と、４ライン目と５ライン目の受
光出力を加算した出力とより成る。従って、奇数フィー
ルドも偶数フィールドも撮像位置は異なるものの撮像出
力は共通であり、２ライン周期で同じ種類の出力を形成
導出している。

【００１２】撮像出力はＡＤ変換回路ＡＤ１にて順次１
画素１０ビットにディジタル化される。但し、撮像素子
には水平方向の密度に違いがある。４０万画素の撮像素
子は、そのクロック周波数が４ｆscに設定されており、
２７万画素の撮像素子は３ｆscに設定されている。そこ
で、ＡＤ変換以降の信号処理は、撮像素子の密度に応じ
て信号処理クロック周波数を撮像クロック周波数に一致
させている。

【００１３】ＡＤ変換出力は、一旦フィールドメモリに
入力される。このフィールドメモリは、電子ズーム操作
によって設定されたズーム指定エリアのＡＤ変換出力の
みを処理タイミングに合わせて選択的に読み出してい
る。

【００１４】（クランプ）本実施例では、この読み出さ
れたＡＤ変換出力を入力して処理するディジタルカメラ
ＩＣを１チップで構成することを特徴とする。まずＡＤ
変換出力はクランプ回路１に入力される。このクランプ
回路１は、詳細を図示していないが水平ブランキング期
間に導出される遮光部分の撮像出力を平均化した値を、
一定数を加えた撮像出力より減じてクランプを実行して
いる。尚、一定数を加える理由は、高域ノイズ成分を後
段のローパスフィルタでカットオフする前に高域ノイズ
成分の負側がスライスされることのない様に残すことが
狙いである。

【００１５】（垂直補間）クランプ出力は、電子ズーム
の為の垂直補間回路２に入力される。この電子ズーム
は、ズーム操作により特定される限られた撮像領域より
得られる撮像情報を補間処理により所定の映像情報に変
換するものである。具体的に、この垂直補間回路２は、
設定したズーム状態に於けるズーム指定エリア内で撮像
ライン間を８等分した状態で有効映像ラインの位置を近
似的に特定し、比例配分により有効映像ラインを補間形
成すると共に必要な信号処理を実行している。そこで、
前記垂直補間回路２は、図３に示す様にクランプ出力を
従属接続した３本のライン遅延回路２００〜２０２よ
り、クランプ出力又は遅延出力を適宜選択し、差分信号
形成回路２０３、垂直アパーチャ信号形成回路２０４、
高域輝度信号形成回路２０５、第１、第２色信号補間回
路２０６、２０７にそれぞれ入力している。

【００１６】図４は、差分信号形成回路２０３の回路ブ
ロック図を示しており、図中第１選択回路２０３０は、
クランプ出力Ｄ３と１Ｈ遅延出力Ｄ２と２Ｈ遅延出力Ｄ
１とを入力し、第２選択回路２０３１は、１Ｈ遅延出力
Ｄ２と２Ｈ遅延出力Ｄ１とを入力し、第３選択回路２０
３２は、２Ｈ遅延出力Ｄ１と３Ｈ遅延出力Ｄ０とを入力
し、選択制御回路２０３３はライン間の比例配分係数Ｋ
に応じた選択信号を各選択回路に供給している。この比
例配分係数Ｋは、１／８刻みで０から７／８の間で近似
化された値でありライン毎にその値は変化する。選択制
御出力はこの比例配分係数Ｋに従って選択制御信号を発
生している。そこで、第１選択回路２０３０はＫが１／
２未満のときＤ２をＫが１／２のときＤ１を、さらにＫ
が１／２以上のときＤ２を発生している。また、第２選
択回路２０３１はＫが１／２未満のときＤ１をＫが１／
２以上のときＤ２を発生している。更に、第３選択回路
２０３２はＫが１／２未満のときＤ０をＫが１／２以上
のときＤ１を発生している。各選択出力は、第１選択出
力と第２選択出力が第１減算回路２０３４に、また第２
選択出力と第３選択出力が第２減算回路２０３５に入力
される。その結果、Ｋの値に応じて図５に図示する様な
減算出力が導出される。各減算出力はそれぞれ第１・第
２絶対値化回路２０３６・２０３７に入力されて絶対値
化され、第３加算回路２０３８にて加算され差分信号と
して導出される。この差分信号は、垂直方向の変化量を
絶対値化した値である。

【００１７】また、垂直アパーチャ信号形成回路２０４
は、垂直方向の２次微分出力を垂直アパーチャ信号とし
て形成導出しており、４入力に対する演算係数を図６に
図示する様にＫの値に応じて変更して加算処理をしてい
る。更に、高域輝度信号形成回路２０５も同様に、各４
入力に対して図７に図示する様にＫに応じた係数をそれ
ぞれ剰算して高域輝度信号ＹＨを加算導出している。そ
の結果得られる垂直アパーチャ信号と高域輝度信号はロ
ーパスフィルタ４を介して高周波信号を除去されて導出
される。

【００１８】更に、第１色信号補間回路２０６は、クラ
ンプ出力Ｄ３と第２遅延出力Ｄ１を入力し、クランプ出
力Ｄ３にＫ／２を乗算し、第２遅延出力Ｄ１に（２−
Ｋ）／２を乗算して加算処理をしている。また、第２色
信号補間回路２０７は、第３遅延出力Ｄ０と第１遅延出
力Ｄ２を入力し、第３遅延出力Ｄ０に（１＋Ｋ）／２を
乗算し、第１遅延出力Ｄ２に（１−Ｋ）／２を乗算して
加算処理をしている。即ち、両信号補間回路は、色情報
を共通にするラインの情報に基づき比例配分により該当
ラインの補間データを２種類形成し色情報の同時化処理
を実行している。

【００１９】（ＹＣ分離）第１補間信号と第２補間信号
は、ＹＣ分離回路３に入力される。このＹＣ分離回路３
は、図８に図示する様に入力される補間信号に対して同
一回路が２個設けられており、それぞれが同一機能を果
している。まず、この共通回路の一方に付いて説明す
る。入力される補間信号は、従属接続された７個のデー
タラッチ回路Ｌ１〜７に入力される。各ラッチ回路は、
画素に対応して点順次の遅延を行っている。この遅延出
力の内、第２・第４・第６遅延出力は第１加重平均回路
３１に於て４：８：４の割合で加重平均処理される。更
に、第１・第３・第５・第７遅延出力は第２加重平均回
路３２に於て１：７：７：１の割合で加重平均処理され
る。この第２加重平均処理は第４遅延出力にタイミング
を合わせた比例配分処理を実行するものであり水平方向
に同時化するものである。また、複数のラッチ出力を加
重平均することにより補間信号の高域ノイズ成分を除去
することが出来る。この様にして同時化された２種類の
データは、減算によって色差情報をまた加算によって輝
度情報を導出形成している。即ち加算回路３３は、加算
によって低域輝度信号を形成し、符号制御回路３４で極
性反転された加重平均出力は、減算回路３５に於て線順
次の色差信号Ｃr とＣb を形成している。上述する動作
と全く同じ動作が第２補間信号に付いても実行される。
従って、低域輝度信号に付いては、第１補間信号に基づ
いて形成される信号と第２補間信号に基づいて形成され
る信号の２種類が形成され、色信号に付いては一方の色
信号Ｃb がいずれか一方の減算出力として交互に導出さ
れる。また他方の色信号に付いても同様に交互に導出さ
れる。そこで、両加算出力は加算平均回路３６に於て平
均化されて低域輝度信号として導出され、両減算出力は
Ｃb 選択回路３７とＣr 選択回路３８に入力され、それ
ぞれＣb Ｃr 信号が同一選択出力側より導出される。

【００２０】（水平補間）差分信号、高域ノイズを除去
した垂直アパーチャ信号、高域ノイズを除去した高域輝
度信号、低域輝度信号、Ｃb 信号及びＣr 信号は、いず
れも水平補間回路５に入力される。この水平補間回路５
は、電子ズームによって特定される水平方向に限定され
た範囲のデータを補間処理によって所定数のデータに変
換する為に設けられており、データの間隔を８等分して
所望のデータ位置を近似して特定し比例配分によりその
位置のデータを補間するものである。従って、各入力信
号はラッチ回路にて１クロック分遅延され、遅延出力と
非遅延の出力を補間回路に入力して比例配分定数Ｋに従
い補間処理が為される。

【００２１】本実施例では差分信号と垂直アパーチャ信
号を利用して垂直エッジクロマ抑圧信号を形成してい
る。このエッジクロマ抑圧信号は輝度変化の大きい部分
における色のにじみを防止するために、輝度変化の大き
い部分の色信号成分を抑圧するものである。エッジクロ
マ抑圧の為には輝度変化の大きい部分に発生するアパー
チャ信号を絶対値化して利用すれば済むはずであるが、
本実施例では撮像素子の撮像原理に起因する障害を克服
するために差分信号も併せて利用している。図１０と図
１１は、差分信号が必要となる理由を説明する為の説明
図であり、図１０は奇数フィールド、図１０は偶数フィ
ールドに於けるエッジクロマ抑圧原理を示す。まず両図
に於て、丸印は撮像素子の垂直方向の画素を摸式的に示
しており、黒丸は低輝度検出状態をまた白丸は高輝度検
出状態を示す。単板式の撮像素子は連続する２ライン分
の受光出力（画素出力）を加算導出しており、奇数フィ
ールドと偶数フィールドではその組み合わせを異にして
いる。従って奇数フィールドと偶数フィールドでは撮像
出力の輝度の変化部分に違いが生ずる。即ち、図１１の
撮像出力は中間値が介在することになる。この現象は単
板式の撮像素子に不可避の現象である。問題は、この中
間値にある。即ち、垂直アパーチャ信号を絶対値化した
場合、奇数フィールドでは絶対値化出力がこの輝度変化
部分をカバーするが、偶数フィールドでは中間値部分の
絶対値化出力が欠落する。そこで、前のラインとの差の
絶対値と後のラインとの差の絶対値とを加算した差分信
号が必要となる。この差分信号と絶対値化した垂直アパ
ーチャ信号を加算平均すれば両方のフィールドで漏れな
く輝度変化部分をカバーすることが出来る。そこで、垂
直アパーチャ信号の補間出力は絶対値化回路５０に於て
絶対値化され、差分信号の補間出力と共に平均化回路５
１に供給されてエッジクロマ抑圧信号として導出され
る。

【００２２】また、高域輝度信号の補間出力は、先に高
域ノイズ成分を除去されておりオフセット解除回路５２
に於てクランプ回路１で為されたオフセットが解除さ
れ、その後クリップ回路５３で負の信号がクリップされ
る。更に、低域輝度信号の補間出力はローパスフィルタ
５４にて高域成分を除去されてオフセット解除回路５５
にてオフセット解除され、その後クリップ回路５６で負
の信号がクリップされる。更にＣb 信号の補間出力とＣ
r 信号の補間出力は、加重平均処理による高域除去特性
を補完するローパスフィルタ５７・５８を介して導出さ
れる。

【００２３】（アパーチャ付加）補間済の垂直アパーチ
ャ信号と、補間済の高域輝度信号はアパーチャ付加回路
６に供給される。高域輝度信号は水平アパーチャ信号形
成の為にまず低輝度抑圧回路６０に入力されノイズを含
めて低輝度成分を除去される。低輝度成分除去後にバン
ドパスフィルタ６１にてアパーチャ成分を分離する。更
にバンドパス成分をスライス回路６２に入力し所定レベ
ル以上のアパーチャ成分を水平アパーチャ信号として垂
直アパーチャ信号と共に加算回路６３にて加算される。
加算出力は、ニー処理回路６４に於て高レベル部分を抑
圧され、アパーチャ信号として加算回路６５に於て高域
輝度信号に加算される。加算出力は、クリップ回路６６
に於て上限と下限をクリップされ、輪郭強調済の輝度信
号として導出される。

【００２４】（ＲＧＢ合成）また、補間済の低域輝度信
号とＣb Ｃr 信号は、ＲＧＢ合成回路７（３原色信号合
成回路）に入力される。このＲＧＢ合成回路７に於て、
低域輝度信号とＣbＣr 信号は、それぞれラッチ回路Ｌ
に入力されて、３クロックに１回の割合で発生するラッ
チパルスにて同一タイミングでデータラッチ処理が為さ
れる。その結果、各データは１／３に間引かれて以降処
理される。まず、各ラッチデータは乗算回路７１〜７３
にそれぞれ入力される。定数発生回路７４〜７６は、各
ラッチデータにホワイトバランス制御に基づいて設定さ
れた３種類の係数をそれぞれ記憶しており、順次ＧＲＢ
の三原色に対応する係数を発生し、乗算回路７４〜７６
に供給している。従って、各乗算回路７１〜７３は、ラ
ッチの度にラッチデータにまずＲ信号形成に必要な係数
を乗算し、次にＧ信号形成に必要な係数を乗算し、更に
Ｂ信号形成に必要な係数を乗算する。各乗算出力は乗算
の度に加算回路７７に供給され、点順次でＧ、Ｒ、Ｂ、
の各色信号が導出される。加算出力は、クリップ回路７
８でクリップされ点順次色信号として導出される。

【００２５】（γ補正）撮像出力は、光入力に対し、線
形である。ブラウン管の入力電圧対発光比の関係が非線
形であるため、ビデオカメラではその補正を行う必要が
ある。そこで、輝度信号及び三原色信号は、γ補正回路
９に入力され前述する非直線処理が為される。但し、こ
のγ補正特性は低域を強調し過ぎるため、輝度信号につ
いては小レベルノイズが強調される。そこで、本実施例
では輝度信号についてのみγ補正回路９の前段に低輝度
抑圧回路８を設けて小レベル信号と小レベルノイズを抑
圧している。従って、γ補正回路９からは、正規に近い
輝度信号と色信号が導出される。

【００２６】（エッジクロマ抑圧）γ補正された点順次
色信号はエッジクロマ抑圧回路１０に供給される。この
エッジクロマ抑圧回路１０は、輝度信号の変化量にほぼ
比例する垂直方向のエッジクロマ抑圧信号レベルに基づ
いて色ゲイン調整係数を設定する機能を持っている。こ
の色ゲイン調整係数は、輝度変化の大きいところで小さ
く設定され、輝度変化の小さいところで標準値に設定さ
れる。エッジクロマ抑圧回路１０は、色ゲイン調整係数
と入力される三原色色信号を乗算処理してエッジクロマ
抑圧を実行しており、垂直方向の輝度変化の大きい部分
で色信号レベルを抑圧して、垂直方向の色偽信号を抑圧
している。

【００２７】（高低輝度クロマ抑圧）色信号は、高輝度
部分で各受光出力レベルが飽和すると、撮像出力に変化
がなくなり減算により得られるＣb Ｃr 信号が減少し、
結果的にＧ信号が相対的に強調されて、本来白い部分が
緑を帯びる所謂ハイライトグリーン現象を来す。また、
低輝度部分では本来の色成分も小さくノイズが目立つこ
とになる。低輝度部分の輝度信号についてはγ補正の前
段で抑圧したが、色信号については抑圧していない。そ
こで、本実施例では低輝度部分と高輝度部分のクロマ抑
圧を同時に実行する為、クロマエッジ抑圧信号を更に高
低輝度クロマ抑圧回路１１に入力している。この、高低
輝度クロマ抑圧回路１１は、アパーチャ付加前の輝度信
号を入力しておりその信号レベルに対する乗算係数を図
１４に図示する様に設定し、高輝度と低輝度部分の係数
を小さく設定している。この様に設定した乗算係数とク
ロマエッジ抑圧信号を乗算処理することにより、高輝度
部分と低輝度部分の色信号レベルを抑圧している。

【００２８】（映像選択）カメラより出力すべき映像
は、撮像による映像信号のみならず、必要に応じて調整
カラー信号も出力しなければならない。そこで、本実施
例では、映像選択回路１２を設け、撮像によって得られ
るγ補正済みの輝度信号と高低輝度クロマ抑圧済の点順
次３原色信号を入力してそのまま導出するか、または内
蔵するテストパターン信号を導出するかの選択を行って
いる。

【００２９】（輝度信号処理）映像選択回路より導出さ
れる輝度信号は、アナログ化される前にカラー信号との
タイミング合わせが必要であり、遅延回路１３に入力さ
れて遅延処理される。更に、遅延出力の黒レベルは、映
像信号に於て特定のレベルに規定されねばならずセット
アップ付加回路１４に於て、映像期間のみ一定レベルを
加算される。セットアップ付加出力には同期信号がな
い。そこで、セットアップ出力を入力する同期付加回路
１５は、ブランキング期間にペデスタル部分を含む負極
の同期信号を付加している。同期信号を付加された輝度
信号は、ＤＡ変換回路２３に供給され、アナログ化され
る。このアナログ化された輝度信号がＩＣの出力として
導出される。

【００３０】（ＲＧＢ色差マトリクス）選択回路を経た
点順次３原色信号は色差信号に変換するためにＲＧＢ色
差マトリクス回路１６に入力される。このマトリクス回
路１６は、標準状態で Ｒ−Ｙ＝ ０．７（Ｒ−Ｇ）−０．１（Ｂ−Ｇ） Ｂ−Ｙ＝−０．３（Ｒ−Ｇ）＋０．９（Ｂ−Ｇ） なる関係に色差信号を形成しており、変換に際しては、
まず（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）の演算処理を実行して、続
いて固有の係数を乗算している。この固有の係数は、色
信号レベル調整の為に相似的な変更が為される。この変
更をする場合、係数に１以上を許すと回路規模が大きく
なる。従って、（Ｂ−Ｙ）形成時の係数０．９は大き過
ぎる。そこで、本実施例では回路に工夫をして（Ｂ−
Ｙ）信号を作成する回路のみ（Ｇ−Ｂ）の係数を半分に
して乗算出力を２回加算している。

【００３１】以下、図１７に図示する本実施例の回路動
作について図１５と図１６の信号形成原理説明図と共に
説明をする。まず、第１ステップをＧの入力状態、第２
ステップをＲの入力状態、第３ステップをＢの入力状
態、第４ステップを次のＧの入力状態とする。そこで
（Ｒ−Ｇ）信号と（Ｂ−Ｇ）信号の形成の為、先行して
入力されるＧ成分が第１ラッチ回路１６０に、第１ステ
ップでラッチされる。減算回路１６１は、第２ステップ
で（Ｒ−Ｇ）第３ステップで（Ｂ−Ｇ）を演算導出す
る。（Ｒ−Ｙ）信号の形成の為に第１乗算回路１６２
は、第２ステップで（Ｒ−Ｇ）信号に対して第１定数発
生回路１６３が発生するＫrr＝０．７を乗算する。ま
た、第３ステップで（Ｂ−Ｇ）に対して第１定数発生回
路１６３が発生するＫbr＝−０．１を乗算する。第２ラ
ッチ回路１６４は、第２ステップでＫrr（Ｒ−Ｇ）をラ
ッチし、第２加算回路１６５は第３ステップで所望の
（Ｒ−Ｙ）成分を形成し、その演算結果を第１出力ラッ
チ回路１６６にてラッチする。また、（Ｂ−Ｙ）信号の
形成の為に第３ラッチ回路１６７は第３ステップで減算
出力をラッチする。第２乗算回路１６２は、第２ステッ
プで（Ｒ−Ｇ）信号に対して第２定数発生回路１６９が
発生するＫrb＝−０．３を乗算する。また、第３ステッ
プで（Ｂ−Ｇ）に対して第２定数発生回路１６９が発生
するＫbb＝−０．４５を乗算し、同様にラッチした（Ｂ
−Ｇ）に対して第４ステップで第２定数発生回路１６９
が発生するＫbb＝−０．４５を再度乗算する。第４ラッ
チ回路１７１は、第２／第３ステップで第３加算回路１
７０の出力をラッチしており、前記第３加算回路１７０
は、乗算データとフィードバックされる第４ラッチデー
タを加算している。従って、第３加算回路は、第２ステ
ップでＫrb（Ｒ−Ｇ）を出力し、第３ステップでＫrb
（Ｒ−Ｇ）＋Ｋbb（Ｒ−Ｙ）を出力し、第４ステップで
Ｋrb（Ｒ−Ｇ）＋２Ｋbb（Ｒ−Ｙ）を出力する。第２出
力ラッチ回路１７２は第４ステップで所望の出力をラッ
チする。よって、図示省略した第５ステップで両方の色
差信号が形成される。

【００３２】（低彩度クロマ抑圧）カラー信号は好みに
応じて低彩度部分を抑圧する必要が生ずる。この低彩度
は図１８に示す様に、各色差信号を直行ベクトルとした
ときの合力の長さに等しいことが知られている。そこで
彩度は、各色差信号のレベルをそれぞれ二乗して加算し
た上で全体を１／２乗すれば正確に求められる。しか
し、この演算は複雑となる為に回路規模が大きくなる。
そこで、選択された色差信号を入力する本実施例の低彩
度抑圧回路１７では、近似的に彩度を求める為に、例え
ば図１８の第１次象現を格子状に分割し各格子の目に対
応する彩度を予め記憶しておき絶対値化した各色差信号
を格子の目に近似して対応する彩度を求める方法や、図
１８のエリアを適当に分割しエリア毎に設定した簡単な
１次元演算によって彩度を近似的に求める方法を採用し
ている。次に、求めた彩度に応じた抑圧係数を特定し、
その抑圧係数を各色差信号にそれぞれ乗算し、低彩度部
分に於ける彩度の抑圧を可能にしている。

【００３３】但し、上述する低彩度抑圧は好みの問題が
あり、外部操作によってその機能を停止状態に設定し得
るものとする。

【００３４】（サンプリング変換）低彩度抑圧処理され
た色差信号は、ローパスフィルタ１８にて高域を制限さ
れて導出されるが、この信号処理ＩＣはカラー信号の変
調に際して４倍のカラーサブキャリア周波数４ｆscに相
当するデータを必要とする。そこで、駆動クロックの周
波数が、３ｆscの場合、色差信号のデータ密度を全て４
ｆscに合わせる為に、入力データを４ｆscでサンプリン
グしている。このサンプリング変換で、３ｆscのデータ
が４ｆscに変換されると、１／ｆscの周期毎に２回同一
データをサンプリングすることになり、ｆscのノイズ成
分を生じる。そこで、本実施例では、サンプリング変換
によってｆsc成分をトラップ処理している。

【００３５】（バースト付加）撮像出力には、カラーバ
ースト信号に相当する基準信号は存在しない。そこで、
本実施例では、サンプリング出力をバースト付加回路２
０に入力して、サンプリング変換出力の水平帰線期間の
バースト信号多重部分に、バースト信号の標準レベルに
相当するバーストデータを多重している。

【００３６】（エンコード）各色差信号は、直角位相変
調して１チャンネル化する必要がある。この直角位相変
調を、ディジタル的に実行する場合、４ｆscのデータは
非常に都合がよい。即ち、ＮＴＳＣの場合、色差信号を
（Ｂ−Ｙ）、（Ｒ−Ｙ）、−（Ｂ−Ｙ）、−（Ｒ−Ｙ）
の順に選択すれば直角位相変調データが形成される。こ
の選択処理は、色差信号の交互選択処理と符号反転処理
により容易に実行される。尚、ＰＡＬカラー方式への変
換も、符号反転順序と処理速度を変更すれば容易に変換
可能である。

【００３７】そこで、本実施例ではバーストデータの付
加された色差信号をエンコード回路２１に入力してデー
タ選択と符号反転処理をしている。

【００３８】（ＤＡ変換）変調処理されたデータは、Ｄ
Ａ変換処理によりアナログ化する必要がある。しかし、
通常のＤＡ変換回路は、正の入力データのみをアナログ
変換する能力しかない。そこで本実施例では、ＤＡ変換
回路２４の前段に定数加算回路２２を設けてデータの値
を全て正にした状態でＡＤ変換を実行し、ＩＣ出力とし
て変調カラー信号を発生している。

【００３９】（ディジタル出力）本実施例のＩＣは、ア
ナログ信号のみならずディジタルの状態で輝度信号や色
差信号を導出しており、輝度信号はＤＡ変換回路２３の
前段よりまた色差信号はサンプリング変換の前段より導
出される。

【００４０】上述する本実施例では、色情報の同時化処
理と垂直補間処理により垂直補間回路内に３個のライン
メモリを設けるだけで全ての補間処理が可能になる。

【００４１】（第２の実施例）更に、上述する実施例で
は、水平補間の後にＲＧＢ合成回路を設けているが、設
計の都合で図１９に図示する様にその関係を逆にして、
ＲＧＢ合成回路７の後段に水平補間回路５を設けて水平
補間出力を点順次化回路２５に供給しても良いことは云
うまでもない。

【００４２】（第３の実施例）更に、図２０は他の実施
例における信号処理回路のブロック図を示し、図１と同
一部分には同一符号を付し、説明を省略する。

【００４３】２６はクランプ回路１出力を図２１の如く
逆ニー補正する逆ニー補正回路である。この回路はＡＤ
変換前のアナログ輝度信号を、入力信号レベルに対する
出力信号レベルの関係が入力信号レベルの低い第１の範
囲では勾配が大きく、入力信号レベルがそれより高い第
２の範囲では勾配が小さくなるような入出力特性を有す
るニー補正回路で非線形処理した場合、デジタル処理前
に元の特性に戻す回路である。従って、前段でニー補正
処理が施されていない信号に対しては必要ないのでセレ
クタ２７によりこの回路の経由を選択可能としている。

【００４４】４０はアパーチャ付加回路６出力のペデス
タルレベルを設定するペデスタル設定回路、４１は同じ
くＲＧＢ合成回路７出力のペデスタルレベルを設定する
ペデスタル設定回路である。

【００４５】４２はデジタルγ補正処理後の輝度信号の
ハイライト部分の変化を抑えるような入出力特性を有す
るニー補正回路であり、図２２に示すごとく、入力信号
レベルに対する出力信号レベルの関係が、入力信号レベ
ルの低い第１の範囲では勾配が大きく、入力信号レベル
がそれより高い第２の範囲では勾配が小さくなるよう設
定されている。

【００４６】尚、この処理はγ補正前に行う事も考えら
れるが、以下の理由によりγ補正後の方が望ましい。即
ち、ニー補正の変化点が少ない場合、変化点前後で大き
く特性が変化するため変化点前後での変化が目立つこと
になるが、γ補正後の出力は入力レベルが大きい程ゲイ
ンが小さくなるため、γ補正後にこの処理を行う方が変
化点での変化が目立ちにくくなるからである。

【００４７】また、このニー補正回路は後段の映像選択
回路１２の前段に配置することにより、この映像選択回
路で選択された調整用信号に前記処理が施されないよう
にしている。

【００４８】４３はネガポジ制御回路であり、ネガ表示
させたい場合、遅延回路１３出力を反転するように制御
する。

【００４９】４４はネガポジ制御回路４３に接続された
ウインドウ回路であり、フェード機能実行時、画面上で
画像を表示させる部分（ウインドウ）以外の表示部分の
輝度を一定のグレーレベルにするための回路である。

【００５０】４５はセットアップ回路１４に接続された
ブランキング回路であり、映像信号のブランキング部分
を所定の黒レベルにするための回路である。

【００５１】４６はブランキング回路４５に接続された
キャラクタ挿入回路であり、映像信号に文字信号を重ね
て表示するための回路である。

【００５２】４７は同期付加回路１５出力あるいは外部
からの輝度データを選択的に出力するセレクタである。
またこの同期付加回路出力は外部出力端子へも供給され
る。

【００５３】一方、４８は色信号経路中のＬＰＦ１８の
後段に挿入されたウインドウ及びブランキング回路であ
り、ウインドウ以外の表示部分及びブランキング部分の
色信号を削除する回路である。

【００５４】４８はこのウインドウ及びブランキング回
路４８出力あるいは外部からの色差信号を選択的に出力
するセレクタである。また、このウインドウ及びブラン
キング回路出力は輝度信号同様、外部出力端子へも供給
される。

【００５５】

【発明の効果】よって、本発明によれば、１チャンネル
の撮像出力を補間処理する為に、ラインメモリの数が少
なくて済み、ＩＣの省スペース化に寄与するところ大で
ある。

【００５６】また、γ補正後にニー補正を施しているた
めニー補正の変化点での変化が目立ちにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る信号処理回路ブロック
図である。

【図２】撮像素子のカラーフィルタ配列と撮像出力の関
係を示す説明図である。

【図３】垂直補間回路の具体的な回路ブロック図であ
る。

【図４】差分信号形成回路の具体的回路ブロック図であ
る。

【図５】差分信号の出力説明図である。

【図６】垂直アパーチャ形成回路の演算係数説明図であ
る。

【図７】高輝度信号形成回路の演算係数説明図である。

【図８】ＹＣ分離回路の具体的な回路ブロック図であ
る。

【図９】水平補間回路の具体的な回路ブロック図であ
る。

【図１０】奇数フィールドのエッジクロマ抑圧原理説明
用の信号波形説明図である。

【図１１】偶数フィールドのエッジクロマ抑圧原理説明
用の信号波形説明図である。

【図１２】アパーチャ付加回路の具体的な回路ブロック
図である。

【図１３】ＲＧＢ合成回路の具体的な回路ブロック図で
ある。

【図１４】高・低輝度抑圧用の乗算係数特性説明図であ
る。

【図１５】Ｂ−Ｙ信号変換原理説明図である。

【図１６】Ｒ−Ｙ信号変換原理説明図である。

【図１７】ＲＧＢ色差マトリクスの具体的回路ブロック
図である。

【図１８】彩度算出原理説明図である。

【図１９】第２の実施例の要部回路ブロック図である。

【図２０】第３の実施例の要部回路ブロック図である。

【図２１】逆ニー補正回路の入出力特性図である。

【図２２】ニー補正回路の入出力特性図である。

【符号の説明】

２ 垂直補間回路 ３ ＹＣ分離回路 ５ 水平補間回路 ７ ＲＧＢ合成回路 ９ γ補正回路 ４２ ニー補正回路

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】（前処理）固体撮像素子ＰＵは、撮像面に
モザイク状のカラーフィルタを貼り付けている。図２
は、固体撮像素子ＰＵの補色カラーフィルタ配列と撮像
出力の関係をを示す。この図左側は縦横４画素に対する
透過カラーフィルタ配列を示し、１ライン目は（Ｇ＋
Ｂ）と（Ｒ＋Ｇ）の繰り返しで構成されており、２ライ
ン目はＧと（Ｒ＋Ｂ）の繰り返しで構成されており、３
ライン目は１ライン目と同位相となっており、４ライン
目は２ライン目と逆位相となっている。この補色カラー
フィルタ配列は、垂直方向及び水平方向に繰り返し形成
される。そこで、奇数フィールドの撮像出力は図の中央
に示す様に、１ライン目と２ライン目の受光出力を加算
した出力と、３ライン目と４ライン目の受光出力を加算
した出力とより成る。また、偶数フィールドの撮像出力
は図の右側に示す様に、２ライン目と３ライン目の受光
出力を加算した出力と、４ライン目と５ライン目の受光
出力を加算した出力とより成る。従って、奇数フィール
ドも偶数フィールドも撮像位置は異なるものの撮像出力
は共通であり、２ライン周期で同じ種類の出力を形成導
出している。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】撮像出力はＡＤ変換回路ＡＤにて順次１画
素１０ビットにディジタル化される。但し、撮像素子に
は水平方向の密度に違いがある。４０万画素の撮像素子
は、そのクロック周波数が４ｆscに設定されており、２
７万画素の撮像素子は８／３ｆscに設定されている。そ
こで、ＡＤ変換以降の信号処理は、撮像素子の密度に応
じて信号処理クロック周波数を撮像クロック周波数に一
致させている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】また、垂直アパーチャ信号形成回路２０４
は、垂直方向の２次微分出力を垂直アパーチャ信号とし
て形成導出しており、４入力に対する演算係数を図６に
図示する様にＫの値に応じて変更して加算処理をしてい
る。更に、高域輝度信号形成回路２０５も同様に、各４
入力に対して図７に図示する様にＫに応じた係数をそれ
ぞれ剰算して高域輝度信号ＹＨを加算導出している。そ
の結果得られる垂直アパーチャ信号と高域輝度信号はロ
ーパスフィルタ４を介して高域ノイズ成分を除去されて
導出される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】更に、第１色信号補間回路２０６は、クラ
ンプ出力Ｄ３と第２遅延出力Ｄ１を入力し、クランプ出
力Ｄ３にＫ／２を乗算し、第２遅延出力Ｄ１に（２−
Ｋ）／２を乗算して加算処理をしている。また、第２色
信号補間回路２０７は−第３遅延出力Ｄ０と第１遅延出
力Ｄ２を入力し、第３遅延出力Ｄ０に（１−Ｋ）／２を
乗算し、第１遅延出力Ｄ２に（１＋Ｋ）／２を乗算して
加算処理をしている。即ち、両信号補間回路は、色情報
を共通にするラインの情報に基づき比例配分により該当
ラインの補間データを２種類形成し色情報の同時化処理
を実行している。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】本実施例では差分信号と垂直アパーチャ信
号を利用して垂直エッジクロマ抑圧信号を形成してい
る。このエッジクロマ抑圧信号は輝度変化の大きい部分
における色のにじみを防止するために、輝度変化の大き
い部分の色信号成分を抑圧するものである。エッジクロ
マ抑圧の為には輝度変化の大きい部分に発生するアパー
チャ信号を絶対値化して利用すれば済むはずであるが、
本実施例では撮像素子の撮像原理に起因する障害を克服
するために差分信号も併せて利用している。図１０と図
１１は、差分信号が必要となる理由を説明する為の説明
図であり、図１０は奇数フィールド、図１１は偶数フィ
ールドに於けるエッジクロマ抑圧原理を示す。まず両図
に於て、丸印は撮像素子の垂直方向の画素を摸式的に示
しており、黒丸は低輝度検出状態をまた白丸は高輝度検
出状態を示す。単板式の撮像素子は連続する２ライン分
の受光出力（画素出力）を加算導出しており、奇数フィ
ールドと偶数フィールドではその組み合わせを異にして
いる。従って奇数フィールドと偶数フィールドでは撮像
出力の輝度の変化部分に違いが生ずる。即ち、図１１の
撮像出力は中間値が介在することになる。この現象は単
板式の撮像素子に不可避の現象である。問題は、この中
間値にある。即ち、垂直アパーチャ信号を絶対値化した
場合、奇数フィールドでは絶対値化出力がこの輝度変化
部分をカバーするが、偶数フィールドでは中間値部分の
絶対値化出力が欠落する。そこで、前のラインとの差の
絶対値と後のラインとの差の絶対値とを加算した差分信
号が必要となる。この差分信号と絶対値化した垂直アパ
ーチャ信号を加算平均すれば両方のフィールドで漏れな
く輝度変化部分をカバーすることが出来る。そこで、垂
直アパーチャ信号の補間出力は絶対値化回路５０に於て
絶対値化され、差分信号の補間出力と共に平均化回路５
１に供給されてエッジクロマ抑圧信号として導出され
る。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】（サンプリング変換）低彩度抑圧処理され
た色差信号は、ローパスフィルタ１８にて高域を制限さ
れて導出されるが、この信号処理ＩＣはカラー信号の変
調に際して４倍のカラーサブキャリア周波数４ｆscに相
当するデータを必要とする。そこで、駆動クロックの周
波数が、８／３ｆscの場合、色差信号のデータ密度を全
て４ｆscに合わせる為に、入力データを４ｆscでサンプ
リングしている。このサンプリング変換で、８／３ｆsc
のデータが４ｆscに変換されると、４／３ｆscのノイズ
成分を生じる。そこで、本実施例では、サンプリング変
換後、４／３ｆsc成分をトラップ処理している。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本実施例のディジタルカメラＩＣの前段に
は、カラーフィルタを設けたＣＣＤ固体撮像素子ＰＵ
と、ＡＤ変換回路ＡＤが設けられている。尚、本実施例
において、高域輝度信号とは高域成分を含んだ広帯域の
輝度信号を意味し、低域輝度信号とは輝度信号の低域成
分を意味するものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宅間 正男 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 川上 聖肇 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 山本 徹 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 朝枝 徹 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像出力のＡＤ変換出力を入力してディ
   ジタル的に信号処理を為し、輝度信号とカラー信号を形
   成導出するカメラ用のＩＣに於て、 電子ズームによって設定される撮像エリアの１チャンネ
   ルの撮像出力を垂直補間処理して色情報配列を異にする
   ２種類の垂直補間情報を形成導出する垂直補間回路と、 前記各垂直補間情報を入力して２種類の色差情報を形成
   するＹＣ分離回路と、 前記各色差情報を入力して前記垂直補間処理に対応して
   ２種類の水平補間処理情報を発生する水平補間回路と、 前記各水平補間情報を三原色信号に変換する３原色信号
   合成回路とを、 設けたことを特徴とする映像信号処理回路。
2. 【請求項２】 撮像出力のＡＤ変換出力を入力してディ
   ジタル的に信号処理を為し、輝度信号とカラー信号を形
   成導出するカメラ用のＩＣに於て、 電子ズームによって設定される撮像エリアの１チャンネ
   ルの撮像出力を垂直補間処理して色情報配列を異にする
   ２種類の垂直補間情報を形成導出する垂直補間回路と、 前記各垂直補間情報を入力して２種類の色差情報を形成
   する２チャンネルのＹＣ分離回路と、 前記各色差情報を三原色情報に変換する３原色信号合成
   回路と、 前記３原色情報を入力して前記垂直補間処理に対応して
   ２種類の水平補間処理情報を発生する水平補間回路と
   を、 設けたことを特徴とする映像信号処理回路。
3. 【請求項３】 撮像出力のＡＤ変換出力を入力してディ
   ジタル的に信号処理を為し、輝度信号とカラー信号を形
   成導出するカメラ用の映像信号処理回路において、 ＹＣ分離後のデジタル輝度信号をγ補正するγ補正回路
   と、このγ補正回路の後段に設けられ、入力信号レベル
   に対する出力信号レベルの関係が、入力信号レベルの低
   い第１の範囲では第１の勾配を持ってリニアであり、入
   力信号レベルがそれより高い第２の範囲では前記第１の
   勾配よりも小さい第２の勾配を持ってリニアであるよう
   な入出力特性を有するニー補正回路とを一つのＩＣ内に
   収納してなる映像信号処理回路。