JPH089199A - 撮像信号処理装置および撮像信号処理方法 - Google Patents

撮像信号処理装置および撮像信号処理方法

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JPH089199A
JPH089199A JP6160687A JP16068794A JPH089199A JP H089199 A JPH089199 A JP H089199A JP 6160687 A JP6160687 A JP 6160687A JP 16068794 A JP16068794 A JP 16068794A JP H089199 A JPH089199 A JP H089199A
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JP
Japan
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signal
luminance signal
circuit
correction
luminance
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JP6160687A
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English (en)
Inventor
Norihiro Kawahara
範弘 川原
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 低レベル輝度信号に対するアパーチャ補正を
抑制し、表示処理画像等に違和感のないアパーチャ補正
の可能な撮像信号処理装置および撮像信号処理方法。 【構成】 固体撮像素子101からの信号を輝度信号・
色信号分離器105で輝度信号と色信号に分離し、分離
した輝度信号を、ガンマ補正回路114、ハイパスフィ
ルタ120、利得調整回路121、ベースクリップ回路
122を経て利得調整及びノイズ除去が施された輝度信
号高周波成分YHとする。一方、分離した色信号は、同
時化回路106、第1の行列演算回路107、ホワイト
バランス回路108、ガンマ補正回路109、第2の行
列演算回路110で演算処理を施して、色差信号と輝度
信号を得、輝度信号のレベルに応じた係数発生回路12
4からの係数に、輝度信号高周波成分YHを乗算器12
3で乗算し、加算器116で遅延回路115で位相を調
整した輝度信号と加算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDなどの固体撮像
素子を用いた撮像信号処理装置および撮像信号処理方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の撮像信号処理装置は、例えば図3
に示すように構成されている。
【0003】図3において、101はCCDなどの固体
撮像素子であり、この固体撮像素子101には、図4に
示すようなYe、Mg、Cy、Gの色フィルタが配置さ
れており、数式1〜4に示すように、2ライン分のデー
タが加算されて読み出されるようにされており、偶数フ
ィールドと奇数フィールドでは、データが垂直方向にオ
フセットされている。
【0004】
【数1】Mg+Ye=WR
【0005】
【数2】G+Ye=GR
【0006】
【数3】Cy+G =GB
【0007】
【数4】Cy+Mg=WB 固体撮像素子101の出力側には、相関二重サンプリン
グ回路102が接続されており、相関二重サンプリング
(CDS)回路102の出力側には、自動利得制御を行
なう自動利得制御(AGC)回路103が接続されてい
る。自動利得制御回路103の出力側には、AD変換器
(AD)104を介して、フィルタリングによって輝度
信号成分と色信号成分(Y/C)との分離を行なう輝度
信号・色信号分離器105が接続されている。
【0008】輝度信号・色信号分離器105には、分離
された色信号Cが入力され、色信号C成分の同時化処理
を行なう同時化回路106と、分離された輝度信号Yが
入力され、変換特性の非直線性を補正するガンマ補正回
路114とが、互いに並列に接続されている。前記同時
化回路106の出力側には、RGB信号を生成する第1
の行列演算(MTX)回路107が接続されており、第
1の行列演算回路(ATX)107の出力側には、基準
白色のバランスを取るホワイトバランス(WB)回路1
08が接続されている。
【0009】また、ホワイトバランス回路108の出力
側には、ガンマ補正(γ)回路109が接続されてお
り、ガンマ補正回路109の出力側には、色差信号を生
成する第2の行列演算(MTX)回路110が接続され
ている。
【0010】この行列演算回路110の出力側には、色
相補正を行なう色相補正回路111が接続されており、
色相補正回路111の出力側は、変調(MOD)回路1
12を介してDA変換器(D/A)113が接続されて
おり、DA変換器113の出力側に色信号Fcが出力さ
れるようにされている。
【0011】一方、ガンマ補正回路114の出力側に
は、輝度信号のアパーチャ補正信号処理を行なうアパー
チャ補正信号処理部119と、遅延(DLY)回路11
5とが互いに並列に接続されている。このアパーチャ補
正信号処理部119は、高周波成分を抽出するハイパス
フィルタ(HPF)120、ゲインの調整を行なう利得
調整回路121、及びノイズの除去を行なうベースクリ
ップ(BC)回路122が直列に接続された構成を有
し、遅延回路115の出力側と、ベースクリップ回路1
22の出力側とに加算器116が接続されている。
【0012】また、加算器116の出力側には、帰線期
間に対応する信号“L”の状態を作成するブランキング
信号付加回路117が接続されており、ブランキング信
号付加回路117の出力側にDA変換器(D/A)11
8が接続されており、DA変換器118から輝度信号F
yが出力されるようにされている。
【0013】このような構成の従来の撮像装置の動作を
説明する。
【0014】固体撮像素子101では、数式1〜4に示
すように、2ライン分の色信号が加算された加算色信号
WR、GR、GB、WBが読み出される。これらの加算
色信号に対して、相関二重サンプリング回路102で、
ノイズを除去する二重サンプリング処理が行なわれ、自
動利得制御回路103でゲインが調整され、AD変換器
104でデジタル信号への変換が行なわれ、次いでデジ
タル信号は、輝度信号・色信号分離器105に入力され
る。
【0015】そして、輝度信号・色信号分離器105で
は、フィルタリングによってデジタル信号が、輝度信号
成分と色信号成分とに分離され、色信号成分は同時化回
路106に、輝度信号成分はガンマ補正回路114に入
力される。
【0016】同時化回路206では、加算色信号に対し
て数式5〜7式の演算を行い、CR、CB、YL成分が
同時化される。
【0017】
【数5】CR=WR−GB
【0018】
【数6】CB=WB−GR
【0019】
【数7】YL=WR+GB=WB+GR これらの成分は、第1の行列演算回路107で数式8に
基づく演算が施され、RGB信号が得られる。
【0020】
【数8】 このようにして得られたRGB信号は、ホワイトバラン
ス回路108に入力され、ゲイン調整が施されて基準白
色のバランスを取るホワイトバランスが行なわれ、次い
でガンマ補正回路109で変換特性の非直線性の補正が
行なわれ、ガンマ補正されたRGB信号は第2の行列演
算回路110に入力される。
【0021】第2の行列演算回路110では、数式9に
基づいて、Yo=0.3R+0.59G+O.11Bと
して、色差信号が演算される。演算された色差信号は、
色相補正回路111に入力され、色相補正回路111で
は、これらの色差信号に対して、数式10に基づいて色
相の補正を行なう。
【0022】
【数9】
【0023】
【数10】 但し、−1≦a≦1,−1≦b≦1 このようにして色相の補正が施された色差信号は、変調
回路112で変調された後にDA変換器113でアナロ
グ信号に変換され、色信号Fcとして出力さ れる。
【0024】一方、輝度信号・色信号分離器105で分
離された輝度信号成分は、ガンマ補正回路114で変換
特性の非直線性の補正が施された後に、アパーチャ補正
信号処理部119のハイパスフィルタ120に入力され
て高周波成分YHが抽出され、抽出された高周波成分YH
は利得調整回路121に入力され、アパーチャの度合い
が調整される。次いで、ベースクリップ回路122にお
いて、図5に示す入出力特性に基づいてノイズ除去が行
なわれる。このようにして、利得調整とノイズ除去が行
なわれた高周波成分YHが加算器116に入力される。
【0025】この加算器116には、ガンマ補正回路1
14でガンマ補正され、遅延回路115で位相を合わせ
た輝度信号が入力され、利得調整とノイズ除去が行なわ
れた高周波成分YHと加算されて、高周波帯域での解像
度の劣化をエッジ強調によって補正するアパーチャ補正
が行なわれる。このようにしてアパーチャ補正が終了し
た信号は、ブランキング付加回路117に入力されて、
帰線期間に対応する信号“L”の状態を作成するブラン
キング信号が付加され、DA変換器118でアナログ信
号に変換され、輝度信号Fyとして出力される。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の撮像装置
では、輝度信号・色信号分離器105で分離された輝度
信号成分と、利得調整とノイズ除去のみを施した輝度信
号の高周波成分YHとを加算して、アパーチャ補正を行
なっている。このために、輝度信号のレベルに無関係に
一定レベルのアパーチャ補正が行なわれ、相対的に低レ
ベルの輝度信号にはアパーチャ補正の度合が大きくなり
過ぎて、例えば表示された処理画像に違和感が生じてし
まうという問題があった。
【0027】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、低レベル輝度信号
に対するアパーチャ補正を抑制して、表示された処理画
像等に違和感が生じることないアパーチャ補正を行なう
ことができる撮像信号処理装置および撮像信号処理方法
を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、撮像素子からの信号を、輝
度信号・色信号分離器により輝度信号成分と色信号成分
とに分離し、それぞれ独立に処理を施してビデオ輝度信
号とビデオ色信号とを出力する撮像信号処理装置におい
て、前記輝度信号・色信号分離器で分離された色信号成
分を演算処理する演算手段と、前記輝度信号・色信号分
離器で分離された輝度信号成分のアパーチャ補正制御
を、前記演算手段の演算処理により得られた輝度信号を
用いて行なうアパーチャ補正手段とを有することを特徴
とするものである。
【0029】好ましくは、前記アパーチャ補正手段は、
前記演算手段の演算処理により得られた輝度信号のレベ
ルに応じた補正値を生成する補正値生成手段を有し、該
補正値で前記分離された輝度信号成分を補正することを
特徴とし、前記補正値生成手段は、前記演算手段の演算
処理により得られた輝度信号のレベルが低いときは、前
記アパーチャ補正量が減少するように前記補正値を設定
することを特徴とする。
【0030】同様に前記目的を達成するために、請求項
4記載の発明は、撮像素子からの信号を輝度信号成分と
色信号成分とに分離し、それぞれ独立に処理を施してビ
デオ輝度信号とビデオ色信号とを出力する撮像信号処理
方法において、前記分離された色信号成分を演算処理す
る演算ステップと、前記分離された輝度信号成分のアパ
ーチャ補正制御を、前記演算ステップの演算処理により
得られた輝度信号を用いて行なうアパーチャ補正ステッ
プとを有することを特徴とするものである。
【0031】好ましくは、前記アパーチャ補正ステップ
は、前記演算ステップの演算処理により得られた輝度信
号のレベルに応じた補正値を生成する補正値生成ステッ
プを有し、該補正値で前記分離された輝度信号成分を補
正することを特徴とし、前記補正値は、前記演算ステッ
プの演算処理により得られた輝度信号のレベルが低いと
きは、前記アパーチャ補正量が減少するような値に設定
されることを特徴とする。
【0032】
【作用】本発明では、撮像素子から得られた信号が輝度
信号成分と色信号成分とに分離され、分離された色信号
成分が演算処理され、この演算処理によって得られた輝
度信号を用いて、前記分離された輝度信号成分のアパー
チャ補正制御が行われる。例えば、前記演算処理によっ
て得られた輝度信号のレベルに応じた補正値で前記分離
された輝度信号成分が、好ましくは該輝度信号レベルが
低いときはアパーチャ補正量が減少するように補正され
る。
【0033】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図1及び図2を
参照して説明する。
【0034】図1は本実施例の構成を示すブロック図
で、すでに説明した図3と同一部分には同一符号が付さ
れており、図2は図1の係数発生回路の入出力特性を示
す特性図である。
【0035】図1に示すように、本実施例では、すでに
図3を参照して説明した従来の撮像信号処理装置の構成
に対して、アパーチャ補正信号処理部119には、新た
に乗算器123と係数発生回路124とが設けられ、乗
算器123の入力側には、ベースクリップ回路122の
出力側と、係数発生回路124の出力側とが接続され、
係数発生回路124の入力側は、行列演算回路110に
接続され輝度信号Yoが入力されるようになっており、
また、乗算器123の出力側は加算器116の一方の入
力端子に接続されている点が異なる。
【0036】本実施例の係数発生回路124は、図2に
示すような入出力特性を有し、係数発生回路124に入
力される輝度信号Yoが所定レベルAより大きいとき
は、係数発生回路124からは所定値1に対応する固定
値の係数が出力され、前記輝度信号YoがAより小さい
ときは、入力信号Yo値に応じて出力係数値が0〜1の
範囲で直線的に変化する。この入出力特性はROMに書
き込んで置くか、或いはハードウェアで実現するように
してもよい。
【0037】本実施例のその他の部分の構成は、すでに
図3を参照して説明した従来の撮像装置と同一なので、
重複する説明は省略する。
【0038】このような構成の本実施例の動作を図2を
参照して説明する。
【0039】本実施例では、行列演算回路110から輝
度信号Yoが係数発生回路124に入力され、図2に示
す係数発生回路124の入出力特性に基づいて、係数発
生回路124からは係数が加算器117に供給される。
即ち、上述したように、係数発生回路124に入力され
る輝度信号Yoが所定レベルAより大きいときは、係数
発生回路124からは所定値1に対応する固定値の係数
が出力され、前記輝度信号YoがAより小さいときは、
入力信号Yo値に応じて出力係数値が0〜1の範囲で直
線的に変化する。
【0040】そして、利得調整回路121でゲインが調
整されベースクリップ回路122でノイズが除去された
高周波成分YHと、係数発生回路124からの係数とが
乗算器123で乗算され、得られた乗算値が加算器11
6に入力される。
【0041】例えば、輝度レベルが低い(<A)輝度信
号Yoが、係数発生回路124に入力されると、係数発
生回路124からは、1よりも小さい値の係数が乗算器
123に供給され、乗算器123において高周波成分Y
Hと乗算されて後者のレベルが低下される。そして、レ
ベルが低下された高周波成分YHによって、加算器11
6でアパーチャ補正が行なわれ、輝度信号Yoの輝度が
低い場合には、アパーチャ補正の度合いが抑制される。
従って、輝度信号Yoの輝度が低い場合にも違和感のな
い自然な処理画像が得られる。
【0042】このようにして、アパーチャ補正された輝
度信号は、ブランキング信号付加回路117で帰線期間
に対応する信号“L”の状態を作成するブランキング信
号が付加され、DA変換器118でアナログ信号に変換
され、輝度信号Fyとして出力される。
【0043】本実施例のその他の動作は、すでに説明し
た従来の撮像装置と同一なので、重複する説明は省略す
る。
【0044】なお、図2に示す係数発生回路124の入
出力特性として、2以上の異なる入出力特性を設け、こ
れらを選択可能にしてもよい。このように、入出力特性
を変化させることにより、アパーチャ補正の抑制特性を
調整して、最適のアパーチャ補正を行なうことができ
る。
【0045】上述したように、本実施例によると、色信
号(RGB信号)を演算処理して得られた輝度信号Yo
が係数発生回路124に供給され、輝度信号Yoのレベ
ルに応じた係数値が、ベースクリップ回路123から輝
度信号高周波成分YHに乗算され、得られたアパーチャ
補正成分信号が加算器116に供給されるので、低輝度
の輝度信号に対して、アパーチャ補正の度合いが抑制さ
れ、違和感のない自然な感じの処理画像が得られる。ま
た、色信号を演算処理して得られた輝度信号には高周波
成分が含まれていないので、低輝度の高周波の輝度信号
に対して一定量のアパーチャ抑制が行なわれるので、ア
パーチャ量の変動から生じる画面のちらつきをも防止す
ることが可能になる。
【0046】
【発明の効果】本発明によると、撮像素子の出力信号が
輝度信号成分と色信号成分とに分離され、分離された色
信号成分が演算処理され、この演算処理により得られる
輝度信号を用いて、分離された輝度信号成分のアパーチ
ャ補正制御が行なわれ、低輝度の輝度信号に対するアパ
ーチャ補正が抑制されるので、違和感のない自然な感じ
の処理画像が得られる。さらにアパーチャ量の変動によ
る画面のちらつきも防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撮像信号処理装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。
【図2】図1の係数回路の入出力特性を示す特性図であ
る。
【図3】従来の撮像信号処理装置の構成を示すブロック
図である。
【図4】図3の固体撮像素子の色フィルタの配置を示す
説明図である。
【図5】図3のベースクリップ回路の入出力特性を示す
特性図である。
【符号の説明】
1 固体撮像素子 105 輝度信号・色信号分離器 106 同時化回路 107 第1の行列演算回路 110 第2の行列演算回路 116 加算器 119 アパーチャ補正信号処理部 120 ハイパスフィルタ 123 乗算器 124 係数発生回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子からの信号を、輝度信号・色信
    号分離器により輝度信号成分と色信号成分とに分離し、
    それぞれ独立に処理を施してビデオ輝度信号とビデオ色
    信号とを出力する撮像信号処理装置において、 前記輝度信号・色信号分離器で分離された色信号成分を
    演算処理する演算手段と、 前記輝度信号・色信号分離器で分離された輝度信号成分
    のアパーチャ補正制御を、前記演算手段の演算処理によ
    り得られた輝度信号を用いて行なうアパーチャ補正手段
    とを有することを特徴とする撮像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 前記アパーチャ補正手段は、前記演算手
    段の演算処理により得られた輝度信号のレベルに応じた
    補正値を生成する補正値生成手段を有し、該補正値で前
    記分離された輝度信号成分を補正することを特徴とする
    請求項1記載の撮像信号処理装置。
  3. 【請求項3】 前記補正値生成手段は、前記演算手段の
    演算処理により得られた輝度信号のレベルが低いとき
    は、前記アパーチャ補正量が減少するように前記補正値
    を設定することを特徴とする請求項2記載の撮像信号処
    理装置。
  4. 【請求項4】 撮像素子からの信号を輝度信号成分と色
    信号成分とに分離し、それぞれ独立に処理を施してビデ
    オ輝度信号とビデオ色信号とを出力する撮像信号処理方
    法において、 前記分離された色信号成分を演算処理する演算ステップ
    と、 前記分離された輝度信号成分のアパーチャ補正制御を、
    前記演算ステップの演算処理により得られた輝度信号を
    用いて行なうアパーチャ補正ステップとを有することを
    特徴とする撮像信号処理方法。
  5. 【請求項5】 前記アパーチャ補正ステップは、前記演
    算ステップの演算処理により得られた輝度信号のレベル
    に応じた補正値を生成する補正値生成ステップを有し、
    該補正値で前記分離された輝度信号成分を補正すること
    を特徴とする請求項4記載の撮像信号処理方法。
  6. 【請求項6】 前記補正値は、前記演算ステップの演算
    処理により得られた輝度信号のレベルが低いときは、前
    記アパーチャ補正量が減少するような値に設定されるこ
    とを特徴とする請求項4記載の撮像信号処理方法。
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