JPH05914B2 - - Google Patents

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JPH05914B2
JPH05914B2 JP58033978A JP3397883A JPH05914B2 JP H05914 B2 JPH05914 B2 JP H05914B2 JP 58033978 A JP58033978 A JP 58033978A JP 3397883 A JP3397883 A JP 3397883A JP H05914 B2 JPH05914 B2 JP H05914B2
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JP
Japan
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signal
color
circuit
signals
level
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JP58033978A
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English (en)
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JPS59158691A (ja
Inventor
Seiji Hashimoto
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS59158691A publication Critical patent/JPS59158691A/ja
Priority to US07/246,025 priority patent/US4935808A/en
Publication of JPH05914B2 publication Critical patent/JPH05914B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は撮像デバイスを利用した撮像装置に関
し、特に折り返し歪を軽減する為の信号処理回路
と、信号処理回路のダイナミツクレンジを改善す
るための非線形な入出力特性を有するKNEE回
路を備えた撮像装置に関するものである。
(従来技術) 従来この種のカラー撮像装置には、異なる分光
特性を有する複数の色分解フイルタを例えばスト
ライプ状に備えた撮像デバイス(CCD等)が利
用される。
例えば第1図示の様に赤色光(R)透過フイルタ、
緑色光(G)透過フイルタ、青色光(B)透過フイルタ
(以後単にRフイルタ、Gフイルタ、Bフイルタ
と呼ぶ)が順次撮像デバイス面上に配列されてい
る場合を考えて見る。この様なフイルタ及び光学
系を経て撮像デバイスに入射した光は、上述の色
ストライプフイルタ及び撮像デバイスにより、空
間的にサンプリングされるが、この場合、撮像デ
バイスの絵素数又は色ストライプフイルターのピ
ツチで決まる空間サンプリング周波数の1/2以上
に相当する入射光の空間周波数成分は、折返し歪
の原因となる。これを第2図を用いて説明する。
図示A,B,Cはいずれも横軸は周波数を、縦軸
は信号レベルを表わすものとする。
撮像デバイス上でサンプリングされた入射光
は、光電変換作用等により撮像デバイスから撮像
信号として読出されるが、ここで、この撮像信号
のRのみ(あるいはGのみ、Bのみ)に注目する
とその繰返し周波数は、読出し周波数の1/3とな
る。この繰返し周波数をcとすれば、サンプリン
グによる入射光のベースバンド成分と測帯波成分
は図示Aの様になり、図示の斜線部分が折返し歪
成分と呼ばれる。この信号を図示Bのような特性
を有するローパスフイルタを通すと、この折返し
成分がベースバンド成分に混つて残る事になり、
この成分がデイスプレイ上で非常に画質を劣化さ
せる原因となる。この様な折返し歪を軽減する方
法として、特開昭56−120281号公報に一方法が述
べられている。即ち同図Cに示す如く無彩色被写
体像を撮影したとき、撮像デバイスから出力され
る点順次信号のレベルを1:1:1になる様に色
分解フイルタの設計を行なえば、サイドバンド成
分が打ち消し合つて、折返し歪が軽減出来るとい
うものである。
この方法によれば少なくとも無彩色の画面に関
しては折返し歪を低減できる。
勿論色飽和度の高い画面に関してはこの様な効
果は得られないが、人間の視感度は色に関しては
高域側で低いから無視して良い。
しかし上述の場合、撮影の目的あるいは場所に
よつて、撮影光源の色温度が異なると、点順次信
号レベルがアンバランスになつて、結局折返し歪
が発生してしまう。第3図は色温度として例えば
3200〓と6000〓における分光エネルギーを示し、
第4図は例えば3200〓に於て点順次の出力信号レ
ベルが一定になる様に色分解フイルタを設計した
場合の欠点を示す図である。色温度3200〓に於て
R、G、Bが1:1:1になる様にフイルタを設
定すると、第4図に示す如く6000〓では長波長側
即ちR側が弱く、B側が強くなつてしまうので、
サイドバンドのベクトルが第4図示の如くシアン
(Cy)側に偏つてしまい、折返し歪が発生する。
更に又、撮像デバイスは一般に赤外光に対して
感度が高く、視感度とはずれが出てしまう為、こ
れを防ぐ為に赤外カツトフイルタを撮像デバイス
への光入射光路中に設けるが、この赤外カツトフ
イルタの製造工程で生じる厚みのムラによつてこ
のフイルタの分光感度特性にバラつきが生じ、結
果としてR信号レベルの変動を起こす場合があ
る。
この様な欠点を除く方法として次の方法が知ら
れている。
即ちメカ的な色温度補正フイルタを利用する方
法である。この方法は通常大ざつぱに、例えば昼
光用、螢光燈用、タングステン用と色温度補正フ
イルタを準備し、撮影場所に応じて上記の補正フ
イルタを切替えるものである。この方法の欠点と
しては補正用のフイルタが何種類か必要である
事、又点順次信号のレベル合せが粗い事により折
返し歪の発生を完全に防止できない点である。
また従来の撮像装置では雑音が大きく画像の
S/Nが悪いという欠点があつた。例えば特公昭
55−51395号公報に述べられている3電極方式の
撮像管を用いたテレビジヨンカメラではR、G、
B信号を加算する事により高域の輝度信号を得て
いる。即ち3電極の出力信号R、G、Bは電子ビ
ームの走査により、第5図示R、G、Bの様にな
り、各色信号を合成すると輝度信号Yが得られ
る。この場合、撮像管において発生する雑音は信
号成分領域と無効成分領域の双方に一様に発生す
るので合成された輝度信号の雑音は約√3倍にな
り、S/Nはその分だけ低下してしまう欠点があ
つた。
また、この様な撮像装置では、小型化、低消費
電力化のために、信号処理回路の電源電圧をより
低電圧化する傾向があり、現在は5V電源が一般
的である。このような低電源を使用して画質の良
い映像信号を発生させるには信号レベルを適当に
処理し等価的に信号処理回路のダイナミツクレン
ジを拡大する必要がある。一般に映像信号処理に
あいてダイナミツクレンジを拡大する方法として
はKNEE回路と呼ばれる高輝度信号を非線形に
抑圧する回路が知られている。しかし、この
KNEE回路を撮像デバイスから読み出された信
号にそのまま適用すると、輝度信号には折り返し
歪が増し、また、カラー信号ではホワイトバラン
スの誤差が発生し、画質を著しく低下させる欠点
があつた。
第6図A,Bは上述の従来技術の欠点の説明図
である。Cは本発明のための説明図であるが内容
は後述する。
まず図示Aを説明する。撮像デバイスの各色信
号出力レベルは、前述の様に撮影時の光源の色温
度により異なる場合が多い。ここでは説明の一例
として、無彩色の被写体を想定し、その時のRと
G信号レベルは同レベルとし、またB信号レベル
は少し低いレベルであると仮定する。即ち光量の
増加に対し各信号レベルは図示のR,G,Bの実
線で示される特性を示すものとする。その時、信
号の飽和信号レベルをVsatの記号で表わすと、
通常R、G、Bの飽和レベルは同じであるので、
R、Gはa点で、Bはb点で示す光量で飽和して
しまう。この状態で回路のダイナミツクレンジを
拡げるために、R、G、B信号に所定の信号レベ
ルVKNEEでKNEE特性を施すと、R、G、B各信
号は破線で示すR′、G′、B′の信号となる。次に
これらR′、G′、B′の信号のホワイトバランス、
即ちレベル合せを行うと図示Bの様に、R′G′と
αB′の信号レベル(αはレベル合せのための係
数)はVKNEEレベル以上では、一致しなくなる。
(ここではVWCはホワイトクリツプレベルで、こ
れ以上の信号は回路的に遮断される。) その結果、図示の斜線部分における信号レベル
では、輝度信号レベルが合わなくなり、折り返し
歪が発生する事になる。また、カラー信号に対し
てはホワイトバランスがとれなくなつてしまう欠
点があつた。
(目的) 本発明は上述の様な欠点を除去し、容易に点順
次信号レベルの調整ができる信号処理回路を備え
た撮像装置を提供する事を目的とするものであ
る。
(実施例) 本発明の実施例を第7図に示す、CCD型の撮
像素子を利用した撮像装置を例により説明する。
第7図の撮像素子はフレームトランスフア型
CCDである。まずストランプフイルタの各色フ
イルタに対応して撮像部1で光電変換された情報
電荷は駆動パルスφPIとφPSにより、TV同期の
垂直帰線期間にメモリー部2に高速転送される。
又、メモリー部2に蓄積された情報電荷は1水平
ライン分の垂直転送につき、各ストライプフイル
タに対応した情報が水平シフトレジスタSR1,
SR2,SR3に分配して転送される。
即ち第8図示の如く本実施例ではメモリー部2
の1水平ライン分の情報は各色情報毎にシフロレ
ジスタSR1〜SR3に夫々分配され、水平シフト
レジスタSR1,SR2,SR3からはおのおのR、
G、B信号が出力される。従つてレジスタSR1,
SR2,SR3は色信号を分離する為の分離手段を
構成している。
第9図は前記CCDから読み出された信号の信
号処理回路ブロツク図である。クロツクIC30、
ドライバー20により駆動された撮像デバイス1
0(本実施例ではCCD)の表面に例えば第1図
示フイルタが貼付けられており、その出力信号に
は色分解フイルタに対応したR、G、B信号が
別々に得られる。この信号はクランプ回路40に
おいて直流再生がなされ、次段のレベル制御手段
としてのゲインコントロール回路50に導かれ、
不図示のレベル調整回路の制御信号により、R、
G、B信号は同一レベルになされる。クランプ回
路としてはスイツチ回路60の入力信号の直流電
位をクランパに帰還させるフイードパツククラン
プ回路を使えばさらに良い。このゲインコントロ
ールにより、輝度信号合成時の折り返し歪を最低
限に抑制する事が出来る。次にこのゲインコント
ロール回路50の出力信号は、本発明に係る次段
の輝度信号形成用の順次化手段であるスイツチ回
路60と、通常のガンマ補正あるいはホワイトク
リツプ等の信号処理とNTSC信号に変換する回路
が集積されたプロセスエンコーダ回路70に導か
れる。次にスイツチ回路60の動作を第10図に
基づき説明する。図示S1,S2,S3は第7図
CCDの出力信号である。この例では水平シフト
レジスタの駆動パルスが第10図示の信号波形と
等価な3相駆動パルスであるとする。
この信号S1,S2,S3をスイツチ回路の制
御信号SW−R,SW−G,SW−Bのスイツチパ
ルスで抜きとり、抜きとつた信号を加算すると図
示Yに示す輝度信号が得られる。即ち色分解フイ
ルタの空間的サンプリングと同一の信号Yが得ら
れ、解像度は非常に良くなる。この様にスイツチ
ングにより輝度信号として必要な部分だけを抜き
とり加算して輝度信号を発生させるとノイズの加
算はなくなり、S/Nの劣化はない。
尚第9図示の55はホワイトバランス回路であ
り、ここでは輝度信号のR・G・B信号レベルを
ほぼ一致させる目的の回路であれば良い。一般的
にカラー信号のホワイトバランスは5〜6ビツト
情報が必要であるが、この実施例ではプロセス・
エンコーダ回路に内蔵してある。この様に構成す
れば色フイルタを補色フイルタにした時、回路を
輝度系とカラー系に別々に考える事が出来、結果
的に簡単な回路となる。
第11図の実施例は第5図CCDの水平シフト
レジスタを同相のパルスで駆動した時の回路ブロ
ツク図である。
この場合、輝度信号を合成するとき、R、G、
B信号を色分解フイルタの空間サンプリングと同
一にするため、R信号に対し、G、B信号は遅延
する必要がある。遅延回路としては通常の遅延線
でも良いし、サンプルホールド回路であつても良
い。この様に駆動法が各水平シフトレジスタ間で
異なれば、元の空間サンプリング状態にする回路
手段が必要となる。この回路手段は輝度信号を合
成する手段の前段であれば、どの位置にあつても
良い。
次に第12図は回路のダイナミツクレンジを拡
げる為の非線形な抑圧手段としてのKNEE回路
の実施例図である。この実施例の様にKNEE回
路を、R・B・G信号のレベルを一致させた後に
挿入すると、第6図Cに示すごとくホワイトクリ
ツプレベルVWCより低い信号レベル、即ち利用す
る信号レベルの間では、R′、G′、αB′の信号レベ
ルが一致するので輝度信号やカラー信号に不都合
は生じない。第12図実施例はスイツチ回路60
の後段にKNEE回路65を挿入した例であるが、
第13図はゲインコントロール回路50の後段に
KNEE回路65を挿入した例を示す図である。
この場合にはKNEE回路が1系統だけで済むの
で構成が簡単になる。
(効果) 以上説明した様に撮像デバイスの出力信号のレ
ベル合せを行なつた後、信号成分より輝度信号を
合成する事により次の効果が得られる。
第1に色温度補正フイルタを使わなくてもよい
ので、構成が簡単になる。
第2に輝度信号を為す各色信号レベル合せを行
う事により折り返し歪が大幅に低減出来、その結
果高帯域の映像信号が得られる。
第3に、輝度信号は各色信号の有効成分だけを
スイツチングして点順次化する事により輝度信号
を合成しているのでS/Nが良くなる。
更にまた、KNEE特性を各色信号のレベル合
せわ行つた後施すのでダイナミツクレンジの広い
しかも偽信号のない映像信号が得られる。
尚、本実施例では固体撮像素子を用いて説明し
たが、これは撮像管タイプでも良く、また3本出
力方式ではなくその他の複数出力方式にて構成し
ても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は色分解フイルタの模式図、第2図A,
B,Cは折り返し歪の説明図、第3図は撮像光源
の違いによる分光エネルギー図、第4図は点順次
信号レベルのアンバランスによる折り返し歪の説
明図、第5図は従来方式の輝度信号合成方法の説
明図、第6図A,Bは従来方式のKNEE特性付
加による問題点の説明図、第6図Cは本発明の
KNEE特性付加による信号説明図、第7図は本
発明の実施例に利用したCCDの概略図、第8図
は各色信号の水平シフトレジスタへの転送説明
図、第9図は本発明の撮像装置の第1実施例図、
第10図は第9図における輝度信号合成方法の説
明図、第11図は本発明の第2の実施例図、第1
2図、第13図はKNEE回路を挿入した本発明
の実施例図である。 10は撮像デバイス、40はクランプ回路、5
0はゲインコントロール回路、60はスイツチ回
路、45と46は遅延回路、65はKNEE回路
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の異なつた色分光特性を有する複数の色
    分解フイルタと組み合わされた撮像手段と、該撮
    像手段の行方向の信号に上記各色分解フイルタに
    対応した色信号毎に振り分けて夫々出力するため
    の複数の信号読出し経路と、 上記複数の信号読出し経路を介して出力される
    各色信号のレベルを各々制御するレベル制御手段
    と、 上記複数の信号読出し経路を介して出力される
    各色信号に対して所定の非線形処理を行う非線形
    処理手段と、 上記レベル制御手段にてレベルが制御されると
    ともに上記非線形手段にて非線形処理された各色
    信号をスイツチ手段により抜き取ることによつて
    点順次化し広帯域な輝度信号を形成する点順次化
    手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
JP58033978A 1982-12-07 1983-03-01 撮像装置 Granted JPS59158691A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58033978A JPS59158691A (ja) 1983-03-01 1983-03-01 撮像装置
DE19833344082 DE3344082A1 (de) 1982-12-07 1983-12-06 Bildaufnahme-einrichtung
US07/246,025 US4935808A (en) 1982-12-07 1988-09-14 Low-noise image pickup device having readout transfer paths for divided image information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58033978A JPS59158691A (ja) 1983-03-01 1983-03-01 撮像装置

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JPS59158691A JPS59158691A (ja) 1984-09-08
JPH05914B2 true JPH05914B2 (ja) 1993-01-07

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ID=12401572

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JP58033978A Granted JPS59158691A (ja) 1982-12-07 1983-03-01 撮像装置

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4926247A (en) * 1986-10-15 1990-05-15 Olympus Optical Co., Ltd. Color imaging apparatus including a means for electronically non-linearly expanding and compressing dynamic range of an image signal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5661876A (en) * 1979-10-25 1981-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Automatic white balance regulator of color television camera
JPS5721387A (en) * 1980-07-11 1982-02-04 Paamakemu Asia:Kk Preparation of oxazolidinone derivative

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JPS59158691A (ja) 1984-09-08

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