JPH10200911A

JPH10200911A - カラーテレビジョンカメラにおけるレジストレーション誤差を自動的に補正するシステムおよび方法

Info

Publication number: JPH10200911A
Application number: JP10006182A
Authority: JP
Inventors: J Topper Robert; ジェイ．トッパーロバート
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1998-07-31
Also published as: US6002434A

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーテレビジョンカメラにおける水平およ
び垂直方向のレジストレーション誤差を、レジストレー
ション誤差を生のシーンにおいてレジストレーション誤
差を検出することにより自動的に誤差補正する。【解決手段】各誤差は、その誤差が検出されたラスタ
の所定の領域に関連づけられる。誤差は、各領域につい
て別々に収集される。収集した誤差値から誤差波形を生
成する。レジストレーション誤差の過去の履歴も利用さ
れる。レジストレーション誤差を補正するための補正波
形を、誤差波形を最小化することによって生成する。本
自動レジストレーションシステムはマイクロプロセッサ
制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広義にはカラーテ
レビジョンカメラに関し、具体的にはレジストレーショ
ン誤差(registration error)の自動補正に関する。本発
明は、特に、波形を用いてカメラレジストレーション誤
差を補正する方法およびシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ラスタのミスレジストレーション(misre
gistration)を低減するための補正波形を誤差波形を利
用して生成する、テレビジョンカメラ用のラスタレジス
トレーションシステムが提供される。

【０００３】一般に、カラーテレビジョンカメラは２つ
以上の撮像装置（像形成管あるいは電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）アレイ）を有し、これにより、カメラがとらえてい
るシーンの成分色を表す複数の別々のビデオ信号を生成
する。信号が、画像の同一部分に関する情報を同時に伝
達するために、カラーテレビジョンカメラによって生成
されるビデオ信号の正確なレジストレーションあるいは
同期化を行うことは重要である。

【０００４】従来、所定の波形の一次結合(linear comb
ination)を加算して、カメラのレジストレーション誤差
を最適に近似化することによって、カメラレジストレー
ションが行われている。これらの波形の重み付け係数
は、カメラをテストチャートに向けて、技術者が異なる
波形の変化量をダイアル入力する(dials in)することに
よって入力される。その後、これらの波形を用いて、撮
像装置に与えられる偏向信号を改変し、これにより、様
々な装置によって提供される信号をアライン(align)す
る。

【０００５】この手動式アプローチおよび多くの自動式
アプローチでは、典型的に、オンエア補正に使用される
データセットを構築するために複数の較正チャートを使
用する必要がある。自動レジストレーションシステムが
開発されているが、自動レジストレーションシステムの
場合、カメラをテストチャートに向けている間に、自動
的に最適な調整値組(set of adjustments)に収束する(c
onverge)。この場合、典型的に、テストチャートの画像
を捕捉して各撮像装置からの出力ビデオ波形を生成し、
得られたビデオ波形を他の撮像装置が生成したビデオ波
形との位相又は時間のずれを比較する。

【０００６】つまり、公知の自動レジストレーションシ
ステムの多くにおいては、特別なレジストレーションセ
ットアップチャートを用いて所定のパターンの図形をカ
メラの様々な撮像装置上に結像させる必要があり、レジ
ストレーションは、オンエアの前の通常のカメラセット
アップ手順の一部として行われる。パターンをスキャン
すると、図形のエッジに関連するビデオ信号の変化を比
較して、補正信号をカメラのスキャン回路に与え、これ
により、異なるビデオ信号内の対応する変化が同時に発
生する。多くのシステムの補正処理は、ラスタの所定領
域内におけるビデオ信号の変化の存在に依存し、また、
フルブラックレベルとフルホワイトレベルとの間の変化
に依存する場合もある。しかし、時間が経過すると、温
度あるいは電圧の変化または電気回路内のドリフト(dri
ft)に起因してレジストレーション状態が変化する場合
があり、その場合、一旦オフエア(off-air)にしてレジ
ストレーション状態を再調整しなければならない。

【０００７】ズーム、フォーカスおよび絞りの調整を考
慮に入れる場合（レンズの色収差補正を行う場合、これ
らの調整は必ず考慮に入れなければならない）、全ての
可能なレンズセッティングの組合せについてレジストレ
ーションデータセットを生成するために、非常に煩雑で
時間のかかるセットアップ手順が必要となる。従って、
この用途の場合、典型的なシーン材料から誤差データセ
ットを生成するシステムが望ましい。

【０００８】オンエア測定を用いる別のアプローチで
は、ラスタを多数のゾーンに分割し、その後、各ゾーン
の誤差が検出されると誤差をメモリ内に格納する。デー
タが利用可能になると補正波形が更新される。この方法
によれば、カメラのセットアップの問題が解決される
が、様々なズーム、フォーカスおよび絞り位置の全てに
ついて各ゾーンの全ての誤差を格納するために、非常に
大きなメモリが必要となる。各ゾーンの全ての誤差を格
納する大きなメモリを必要とする自動レジストレーショ
ン補正システムは、米国特許第4,500,916号"Automatic
On-Air Registration System and Method for Color TV
Camera"に記載されている。この特許のレジストレーシ
ョン誤差の自動補正に関する教示内容を本明細書中に参
考として援用する。

【０００９】オンエアで動作してレジストレーション誤
差を補正する自動レジストレーションシステムも存在す
るが、これらのシステムの能力は限られているか、ある
いは、その有用性を制限する他の欠点を有する。このよ
うなシステムの例として、米国特許第4,133,003号"Rast
er Registration System for a Television Camera"、
および米国特許第4,316,257号"Dynamic Modification o
f Spatial DistortionCorrection Capabilities of Sci
ntillation Camera"がある。これらの特許のカメラレジ
ストレーション誤差の補正に関する教示内容を本明細書
中に参考として援用する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
の１つは、オンエアで実際のシーンを対象に動作して、
カラーテレビジョンカメラによって生成される信号のレ
ジストレーション誤差を自動的に検出および補正できる
改良されたシステムおよび方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、公知の補正方
法および補正システムにおける上記およびその他の欠点
を回避して、カラーテレビジョンカメラのレジストレー
ション誤差を継続的かつ自動的に補正するシステムおよ
び方法を提供する。本発明によれば、実際のテレビ放映
シーンでレジストレーション誤差を検出すること、およ
びカメラがオンエア状態にあるときに誤差を補正するこ
とが可能である。

【００１２】本発明によれば、レジストレーション／色
収差誤差の波形補正を行う模範的なシステムおよび方法
が提供される。重み付け係数によって重み付けされた所
定の波形を互いに組み合わせて、設計者が、補正しよう
とする誤差の特性に合った誤差補正波形を生成するのに
適切と考える所与の形に整形することができる。格納さ
れるのは、上記所定の波形およびそれら所定の波形の重
み付け係数だけである。検出された誤差やその後に得ら
れる誤差補正波形を格納しないので、システムのメモリ
要求が大幅に軽減される。

【００１３】本発明によるシステムは、あるシーンをラ
スタスキャンして、該シーンの異なる成分色を表すビデ
オ信号を生成するカラーテレビジョンカメラ用の自動レ
ジストレーション補正システムである。このシステム
は、該ビデオ信号を受信して、該ビデオ信号の対応成分
間のタイミング差を表す複数の誤差信号を生成するエッ
ジ検出手段と、該誤差信号を受信および分析し、該誤差
信号に応答して、複数の重み付け係数によって規定され
る補正波形を生成する処理手段と、該重み付け係数を格
納するメモリ手段と、該補正波形を該シーンに与えて該
レジストレーションを補正する補間手段とを備えてい
る。これにより、上記目的が達成される。

【００１４】ある実施形態においては、前記処理手段
が、前記複数の誤差信号から誤差波形を生成し、該誤差
波形に応答して前記複数の重み付け係数を生成する手段
を含む。

【００１５】ある実施形態においては、上記システム
は、所定の波形を生成する波形生成器と、該所定の波形
に前記重み付け係数を与えるゲインステージと、重み付
けされた所定の波形を互いに加算して前記補正波形を生
成する加算器とをさらに備えている。

【００１６】ある実施形態においては、前記メモリ手段
が前記所定の波形を格納する。

【００１７】ある実施形態においては、前記複数の重み
付け係数を生成する前記手段が、前記補正波形を生成す
るのに使用される１組の方程式を解く手段を含み、これ
により、該補正波形と前記誤差波形との組合せを最少限
に抑える。

【００１８】本発明による方法は、カラーテレビジョン
カメラにおけるレジストレーション誤差を自動的に補正
する方法である。この方法は、シーンをラスタスキャン
して、ラスタおよび複数のビデオ信号を生成するステッ
プであって、各ビデオ信号はそれぞれ該シーンの異なる
成分色を表す、ステップと、該ラスタを所定の数の領域
に分割するステップと、該領域それぞれの中の複数のポ
イントにおいて、第１の成分色ビデオ信号および第２の
成分色ビデオ信号をサンプリングするステップと、各ポ
イントにおいて該第１の成分色ビデオ信号と該第２の成
分色ビデオ信号とを比較して、各領域について複数の誤
差信号を生成するステップと、各領域について該誤差信
号に応答して誤差波形を生成するステップと、該誤差波
形に応答して補正波形を生成するステップと、該補正波
形に応答して該第１の成分色ビデオ信号および該第２の
成分色ビデオ信号の一方を補間し、これにより、該レジ
ストレーション誤差を補正するステップとを包含する。
これにより、上記目的が達成される。

【００１９】ある実施形態においては、前記補正波形が
重み付け係数を含み、前記方法が該重み付け係数をメモ
リ手段に格納するステップをさらに包含する。

【００２０】ある実施形態においては、前記所定の数の
領域が、所定の数の水平ゾーンと所定の数の垂直ゾーン
とを含む。

【００２１】ある実施形態においては、前記比較ステッ
プが、前記第１の成分色ビデオ信号内のエッジに対応す
る信号値と前記第２の成分色ビデオ信号内のエッジに対
応する信号値との間の時間間隔を測定するステップを含
む。

【００２２】ある実施形態においては、前記補正波形を
生成するステップが、マイクロプロセッサを用いて前記
誤差波形を分析するステップを含む。

【００２３】ある実施形態においては、前記誤差波形を
分析するステップが、前記補正波形を生成するのに使用
される１組の方程式を解くステップを含み、これによ
り、該補正波形と該誤差波形との加算性の組合せを最少
限に抑える。

【００２４】ある実施形態においては、前記第１の成分
色ビデオ信号と前記第２の成分色ビデオ信号とを比較す
る前記ステップが、各領域について前記複数の誤差信号
を生成するために以前に生成した重み付け係数を取り出
すステップを含む。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、３個の画像セン
サ（撮像管あるいは電荷結合素子（ＣＣＤ））を有する
テレビジョンカメラに関連して説明する。なぜなら、こ
の種のカメラは、最も広く使用されるものの１つだから
である。但し、以下の説明から明らかなように、本発明
は、他の種類のカラーテレビジョンカメラ（例えば、カ
ラーフィルタ付きの単一の画像センサを有するカメラ）
にも適用可能である。また、本発明は、ラスタスキャン
の同期化を行うことが望ましい他の種類のシステム等に
も適用可能である。

【００２６】典型的な３センサカラーテレビジョンカメ
ラの場合、各撮像装置は、カメラがとらえているシーン
の画像をスキャンして対応する成分色ビデオ信号を生成
する。この画像センサからのビデオ信号は、画像内にお
けるシーンの赤（Ｒ）、青（Ｂ）および緑（Ｇ）の成分
色にそれぞれ対応する。成分色ビデオ信号Ｒ、Ｇおよび
Ｂは、３つの色関連ラスタの強度を表す波形である。同
じ瞬間の信号の値は、画像内における同一の位置を表す
と仮定する。各カメラ管は、その管のラスタスキャンを
制御する水平および垂直スキャン回路をそれぞれ有す
る。管式の(tube-based)カメラの場合、３つのラスタ
が、水平および垂直の両方向において空間的に完全に同
期化していなければ、レジストレーション誤差が生じ
る。管式撮像装置および固体撮像装置の両方において、
ミスレジストレーションは、例えば、センタリングある
いはサイズの誤差、あるいは非線形性によって生じ得
る。３つの撮像装置のラスタのサイズが同じでなく且つ
互いに完全なレジストレーション状態にない場合、各ラ
スタからの信号波形は、位置／時間が互いに異なったも
のとなる。さらに、レジストレーション誤差は、シーン
の画像を捕捉するために使用されているレンズシステム
における色収差によっても生じ得る。典型的に、これら
の誤差は、画像の端部付近で生じるものであり、レンズ
が異なる波長の光を異なる量だけ偏向することによって
起こる。本発明の好適な実施形態においては、シフタ／
補間器１７０を用いて、ある色信号内の画素（ピクセ
ル）の位置を、別の信号内の類似のピクセルの位置に合
わせる。ある信号のピクセルをシフトする量は、シフタ
／補間器１７０に与えられる補正波形によって規定され
る。

【００２７】本発明の鍵となる特徴は、複合補正波形を
含む補正データを格納および操作する方法である。例え
ば、ラスタを３０個の水平ゾーンと８個の垂直ゾーンと
分割するとする。合成補正波形は、ある色信号を他の色
信号に適合させるために必要な水平シフトおよび補間を
示している。本発明の実施形態例においては、この波形
は重み付けされた所定の波形の一次結合である。初め
に、補正波形をゼロに設定する。ラスタ上のゾーンにつ
いて誤差測定値（即ち、ミスアラインされたエッジ）が
得られると、各水平ゾーンの波形を重み付けしたものを
互いに組み合わせて、最小二乗を行う（最良の重み因子
を決定するのに最適な３０ポイントデータセットに対す
るアルゴリズム）ことによって、格納された所定の波形
の最良の一次結合を求める。重み付けされ、組み合わさ
れたこれらの波形によって、誤差波形と組み合わされた
ときに最少の結果波形を生じる補正波形が生成される。

【００２８】本実施形態例の最適なアルゴリズムに使用
される３０個のデータポイントは、以下のようにして得
られる。ある特定のゾーンにおいてスキャンされた２色
の画像について、画像エッジをスキャンされた信号内に
位置付け、互いに比較する。一方の信号においてエッジ
が生じる時間と、他方の信号においてエッジが生じる時
間との間に少しでも差がある場合、その差はアラインメ
ント誤差を表し得る。この誤差は、基準信号とアライン
すべき信号との時間の差のしるし(sign)および大きさと
して測定される。特定のゾーンについて誤差測定値が得
られると、そのゾーンに対応するその誤差測定値は、そ
のゾーンのデータポイントとして直接使用される。誤差
測定値が全く得られないゾーンについては、その重み付
け係数が既にメモリに格納されている最新の合成補正波
形からそのゾーンに対応する誤差測定値を得る。例え
ば、３０ゾーンの内、２０ゾーンについて新たにデータ
が利用可能になった場合、この新たに利用可能になった
データを、新たな誤差測定データが得られていない残り
の１０ゾーン（即ち、エッジが全く検出されていないゾ
ーン）についての既存の(preexisting)格納データとと
もに用いる。この残りの１０ゾーンについての既存の格
納データは、格納された合成補正波形係数によって生成
された波形から求める。この新たに利用可能になったデ
ータと既存の格納データとに基づいて、新たな重み付け
係数を有する新たな合成補正波形が生成される。新たな
合成波形重み付け係数を算出および格納した後、全ての
誤差測定値を破棄する。この方法は完全な補正値を即座
に生成するものではないが、十分な量のエッジ情報を有
する複数のシーンに対してこれを数回繰り返すと、正確
な補正波形に収束する。

【００２９】上記のように情報を格納することの利点
は、各ゾーンについて誤差あるいは補正波形をいずれも
格納せずに済むことである。これにより、上記の例の場
合、格納要求が８０％以上軽減される。本実施形態例に
おいては、水平方向の補正だけを考えているが、水平方
向の補正は垂直方向の位置の関数として変化することに
より垂直ゾーンが規定される。

【００３０】図１は、本発明によるレジストレーション
／色収差補正システムの一例を示すブロック図である。
カメラ画像を、水平方向および垂直方向について複数の
ゾーン（例えば、３０個の水平ゾーンと８個の垂直ゾー
ン）に分割する。

【００３１】水平方向および垂直方向のレジストレーシ
ョンのいずれにおいても、ＲおよびＢビデオ信号を比較
する基準値としてＧビデオ信号を用い、適切な補正波形
をピクセルシフタあるいは補間器に与え、これにより、
レジストレーション誤差を補正する。

【００３２】図１に示すように、基準ビデオ信号として
使用されるＧ水平ビデオ信号と、Ｒ水平ビデオ信号ある
いはＢ水平ビデオ信号のいずれかとを水平および垂直誤
差検出ユニット即ちエッジ検出器１１０の入力端子に結
合する。エッジ検出器１１０は、米国特許第4,133,003
号"Raster Registration System for a Television Cam
era"（この特許のエッジ検出器に関する教示内容を本明
細書中に参考として援用する）に記載されているものの
ような従来型のエッジ検出器であり得る。エッジ検出器
１１０は、制御マイクロプロセッサ１２０によって制御
されるスイッチ１０５の位置に応じてＲビデオ信号ある
いはＢビデオ信号のいずれかを受け取る。エッジ検出器
１１０の出力端子はマイクロプロセッサ１２０に接続さ
れる。マイクロプロセッサ１２０はスイッチ１０５と、
波形格納用ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３０
と、２つのゲインステージバンク１５０および１５５と
に接続される。波形生成器１４０もまたゲインステージ
１５０および１５５に接続される。ゲインステージバン
ク１５０および１５５は、それぞれ加算器１６０に接続
される。そして、複数の加算器１６０はピクセルシフタ
あるいは補間器１７０に接続される。

【００３３】エッジ検出器１１０は、１つのラスタ関連
信号（例えば、上記のようにＧビデオ信号）を基準値と
して利用して、各ラスタ関連信号のミスレジストレーシ
ョンの量および方向を決定する。従って、Ｇラスタ信号
に対するＲラスタ信号およびＢラスタ信号のミスレジス
トレーションの量および方向によって、２つの時間多重
制御信号(time multiplexed control signal)（即ち、
Ｇラスタ内で検出された同様の画像エッジに対する、Ｒ
ラスタおよびＢラスタ内でそれぞれ検出された対応する
画像エッジのずれを示す誤差波形）が生成される。制御
マイクロプロセッサ１２０は、エッジ検出器１１０によ
って提供される誤差信号を収集し、収集された誤差信号
を分析し、そして、ゲインステージ１５０および１５５
に適切な重み付け値を発生し、これにより、補正波形を
生成する。ゲインステージ１５０および１５５で複数の
所定の波形１４０に重み付け値を掛け、これらを加算器
１６０で合算し、これにより、適切な合成補正信号ある
いは波形をピクセルシフタ／補間器１７０に提供する。
第１のゲインステージバンク１５０はＲ信号用であり、
他方のゲインステージバンク１５５はＢ信号用である。
補間器は、補正信号の大きさに応じてＲ信号およびＢ信
号のタイミングを改変し、これにより、Ｇ信号に時間的
にアラインされたＲ信号およびＢ信号を生成する。

【００３４】図２のフローチャートは、好適な実施形態
による、画像の中の１つの垂直ゾーン（３０個の水平ゾ
ーン）におけるレジストレーション誤差を検出および補
正する方法を詳細に示す。このフローチャートはマイク
ロプロセッサによって処理できる一連の処理を示すもの
であり、直接マイクロプロセッサ用のプログラムに書き
換えることが可能である。

【００３５】図２の一番上の「開始」ブロック２００か
ら処理が開始され、ステップ２１０において、第１のゾ
ーンのビデオ信号がエッジ検出器に与えられる。ステッ
プ２２０において、エッジ検出器は、提供された信号に
基づいて誤差測定値が得られるかどうかを判定し、もし
誤差測定値が得られるのであれば、ステップ２３０にお
いて誤差測定値を得る。もし誤差測定値が得られないの
であれば、ステップ２４０において、このゾーンについ
ての以前に格納した合成補正波形係数（即ち、重み付け
係数）から対応するゾーン測定値を得て、その係数から
生成された合成波形に基づいて誤差を算出する。そし
て、ステップ２５０において、その誤差測定値をマイク
ロプロセッサに与える。垂直ゾーン内に分析すべき水平
ゾーンが１つでも残っていた場合には、ステップ２６０
およびステップ２６５において、ステップ２１０〜ステ
ップ２５０を繰り返す。各ゾーンについて誤差測定値が
得られると、ステップ２７０において、マイクロプロセ
ッサが誤差波形を生成する。ステップ２７５において、
この誤差波形を分析して重み付け係数を得る。ステップ
２８０において、この重み付け係数を用いて補正波形を
生成する。ステップ２９０において、この補正波形に対
する重み付け係数をメモリに格納し、波形をピクセルシ
フタ／補間器に与えて、レジストレーション誤差を補正
する。

【００３６】補正波形は、以下のような方程式の系(sys
tem of equations)を構築することにより生成される。

【００３７】合成補正波形は実際の誤差の推定値であ
り、以下の方程式（１）に示すように表記される。

【００３８】

【数１】

【００３９】但し、ｆ_i（ｘ）は、メモリ（ＲＡＭある
いはＲＯＭ）に格納された所定の基底関数あるいは波形
（波形生成器１４０に示す）であり、ｃ_iはこれらの所
定の波形の重み付け係数である。

【００４０】次に、以下の方程式（２）に従って、近似
誤差∈を求める。

【００４１】

【数２】

【００４２】平均二乗誤差を最小化すると、以下の方程
式（３）が得られる。

【００４３】

【数３】

【００４４】但し、［］は上記の括弧式である。

【００４５】以下の方程式（４）に示すように、設定偏
導関数(partial derivative)は０に等しい。

【００４６】

【数４】

【００４７】以下同様。

【００４８】これにより、以下に示す方程式の系（５）
が導かれる。

【００４９】

【数５】

【００５０】但し、

【００５１】

【数６】

【００５２】且つ、

【００５３】

【数７】

【００５４】である。

【００５５】従来の方程式解法を用いて、この方程式の
系を重み付け係数ｃ_iについて解く。補正波形は、−ｙ
＾（ｘ）（本明細書中、「ｙ」の頭に記号「＾」を付し
たものを便宜上「ｙ＾」と表記している）である。次
に、図１に示すように、Ｒ信号の重み付け係数ｃ_iをゲ
インステージ１５０に与え（Ｂ信号の重み付け係数はゲ
インステージ１５５に与えられる）、これに、波形生成
器１４０によって生成される所定の波形を掛ける。次
に、重み付けされた所定の波形を加算器１６０で加算し
て、合成補正波形を生成する。図１の加算器１６０によ
って提供された合成補正波形を、ピクセルシフタ／補間
器１７０に与える。ピクセルシフタ／補間器１７０は、
入力されたＲ信号に対して、上記補正波形−ｙ＾（ｘ）
によって規定される量のシフトおよび補間を行い、これ
により、レジストレーションされたＲ／Ｇ画像を生成す
る。この合成補正波形の重み付け係数を波形格納用ＲＡ
Ｍ１３０に与える。別の実施形態（図示せず）において
は、マイクロプロセッサ１２０をピクセルシフタ１７０
に接続し、マイクロプロセッサ１２０によって加算器１
６０の出力信号（合成補正波形）をピクセルシフタ１７
０に与え、補正波形によって規定される量の補間を入力
Ｒ信号に対して行い、これにより、レジストレーション
されたＲ／Ｇ画像を生成する。

【００５６】上記では処理をＲ信号について説明した
が、Ｂ信号に対する上記処理全体は、フィールド単位あ
るいはライン単位でＲ信号処理と交互に行ってもよい
し、または、Ｒ信号処理と平行して行ってもよい。Ｂ／
Ｇ信号間のレジストレーション誤差を表す補正波形をピ
クセルシフタ１７０に送信し、これにより、レジストレ
ーションされたＢ／Ｇ画像が生成される。従って、例え
ば、１つのフィールドについて、Ｒ／Ｇ間およびＢ／Ｇ
間のエッジ差を８個の垂直ゾーンについて測定する。上
記処理をＲ信号およびＢ信号について平行に行う場合、
さらなるエッジ検出器（図示せず）を用いる必要が生じ
得る。マイクロプロセッサ１２０は、互いに異なる２組
の補正波形を算出する。本実施例における補正波形値は
誤差波形値の補数をとる(complement the error wavefo
rms)。つまり、誤差波形および補正波形の合計は最小化
される。補間器１７０は、補正波形を用いて、補正およ
び波形の適切なシフトを行う。サンプルデータ連続合成
補正波形(sampled-data continuous composite correct
ion waveform)が、ピクセルシフタ／補間器１７０に与
えられる。ピクセルシフタ／補間器１７０は、全ピクセ
ル補正を行うために、従来型のシフタを用い得る。ま
た、ピクセルシフタ／補間器１７０は、サブピクセル補
正(sub-pixel correction)を行うために、米国特許第5,
057,911号"System and Method for Conversion of Digi
tal Video Signals"に記載されるもののような補間器を
用い得る。この特許の画像ピクセル補間に関する教示内
容を本明細書中に参考として援用する。

【００５７】図２に示すフローチャートは、第１行のゾ
ーンのみに対する補正処理を示している。スキャン処理
が垂直方向に第１ゾーンを超えると、次の行のゾーンに
ついて規定された異なる重み付け係数組が用いられる。
そして、残りの７行の水平ゾーンの赤および青の両画像
についての曲線を生成して、この特定のズーム、フォー
カスおよび絞り設定についての補正データセットを完成
する。これらの設定が固定されている限り処理が継続さ
れ、これにより、合成補正波形の精度が高められる。

【００５８】上記レンズ設定のいずれかが変わると、シ
ステムは、その設定に関する最新の補正波形の重み付け
係数を波形格納用ＲＡＭ１３０から取り出して、これを
使用する。その後、エッジの検出および補正を上記のよ
うに進めて、新たな光学設定についての新たな波形を動
的に(dynamically)生成する。このようにすれば、各光
学設定について格納する値は８０個（係数１０個×垂直
ゾーン８個）で済み、補正格納要求が大幅に軽減され
る。

【００５９】システムに改良を加えて、オンエア補正を
目立ちにくく(less noticeable)し、システムをより強
力にすることが可能である。例えば、ゾーンのエッジ検
出履歴が大きくなるにしたがって、新たなデータ測定値
の重み付けを小さくし、これにより、誤った測定値の影
響を軽減し、オンエア画像において補正更新の影響を目
立ちにくくすることができる。

【００６０】所定の現波形１４０およびフォーカスの全
ては、波形格納ＲＡＭ１３０あるいはＲＯＭ（図示せ
ず）等のメモリに格納される。ＲＡＭ１３０には、重み
付け係数も格納される。本実施例におけるＲＡＭ１３０
は、不揮発性メモリであり、そのためカメラをオフにし
ても設定が失われない。図１において、マイクロプロセ
ッサ１２０と波形係数格納ＲＡＭ１３０との間の矢印１
２３は双方向であり、上記所定の波形に関する新たな重
み付け係数は、メモリ内に保存することができる。ＲＡ
Ｍ１３０は、スクリーン全体をカバーする１組の波形係
数を格納する。特定のセクタ(sector)についての新たな
エッジ情報が得られる度に、マイクロプロセッサ１２０
は、その波形の１つを用いてその部分を更新する。マイ
クロプロセッサ１２０は、そのデータポイントを新たな
入力として使用して、補正波形全体を計算し直す。メモ
リに格納された所定の波形は変化せず、重み付け係数の
みが変化し、これにより、得られる合成補正波形が連続
的に変化する。上記所定の波形（波形生成器１４０に示
す）はメモリ内に固定されている。

【００６１】本実施形態例で使用される適切なアルゴリ
ズムは、補正の平均二乗誤差を最小化することによっ
て、格納された基底関数あるいは所定の波形に与えられ
る重み付け係数を解く。上記一次方程式組を解くために
用いられるアルゴリズムは、P.D.Croutの"A Short Meth
od for Evaluating Determinants and Solving Systems
of Linear Equations with Real or Complex Coefficie
nts"、Trans. AIEE,Vol. 60 (1941), pp. 1235-1240に
記載されているものに基づいている。しかし、上記方程
式組を解くどのような手段を用いてもよい。

【００６２】レジストレーション誤差を補正する上記方
法の利点としては、比較的低価格のレンズを用いること
が可能で、カメラ全体のコストが低減されることがあげ
られる。

【００６３】垂直方向および水平方向について別々のエ
ッジ検出器を用いて、水平方向および垂直方向の両方に
ついてレジストレーションを補正することも可能であ
る。図１に示したものと同様のシステムを用いて、水平
方向のレジストレーション誤差について上記した方法と
同じ方法で垂直方向のレジストレーション誤差を検出す
ることが可能である。

【００６４】図３は、３センサカラーテレビジョンカメ
ラにおいて垂直および水平方向のレジストレーション誤
差を検出および補正するシステムを示すブロック図であ
る。図３に示すように、システムは、図１および図２を
参照しながら説明したような、垂直方向レジストレーシ
ョン誤差検出ユニット３１０と水平方向レジストレーシ
ョン誤差検出ユニット３３０とを含み得る。垂直方向レ
ジストレーション誤差検出ユニット３１０および水平方
向レジストレーション誤差検出ユニット３３０は、別々
のものであり、逐次式に機能する。垂直方向レジストレ
ーション誤差検出を行う場合、ラスタを例えば２３個の
水平ゾーンと１２個の垂直ゾーンとに分割する。水平方
向レジストレーション誤差検出を行う場合、ラスタを例
えば３０個の水平ゾーンと８個の垂直ゾーンとに分割す
る。垂直補正重み付け係数を格納するために、メモリ３
２０を設けている。水平方向の補正を行った後、出力と
して重み付け係数をシフタ／補間器に与え、これによ
り、レジストレーションを補正する。

【００６５】本明細書中においては、特定の実施形態に
関連して本発明を説明したが、上記の詳細な説明に本発
明を限定することを意図したものではない。むしろ、請
求の範囲の等価物の範囲内において、本発明の趣旨から
逸脱することなく、本発明の詳細部に様々な改変を加え
ることが可能である。

【００６６】

【発明の効果】本発明によるカラーテレビジョンカメラ
のレジストレーション誤差を継続的かつ自動的に補正す
るシステムおよび方法によれば、実際のテレビ放映シー
ンでレジストレーション誤差を検出すること、およびカ
メラがオンエア状態にあるときに誤差を補正することが
可能となる。

【００６７】また、本発明によるレジストレーション／
色収差誤差の波形補正を行うシステムおよび方法によれ
ば、重み付け係数によって重み付けされた所定の波形を
互いに組み合わせて、設計者が、補正しようとする誤差
の特性に合った誤差補正波形を生成するのに適切と考え
る所与の形に整形することができる。格納されるのは上
記所定の波形およびそれら所定の波形の重み付け係数だ
けであり、検出された誤差やその後に得られる誤差補正
波形を格納しないので、システムのメモリ要求が大幅に
軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、レジストレーション／色収差補
正システムの一例を示すブロック図である。

【図２】本発明による、レジストレーション誤差を検出
および補正する方法の一例を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明による、垂直および水平方向のレジスト
レーション／色収差を検出および補正するシステムの一
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０５スイッチ１１０エッジ検出器１２０マイクロプロセッサ１３０波形格納用ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４０波形生成器１５０ゲインステージ１５５ゲインステージ１６０加算器１７０ピクセルシフタ／補間器３１０垂直方向レジストレーション誤差検出ユニット３２０メモリ３３０水平方向レジストレーション誤差検出ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】あるシーンをラスタスキャンして、該シ
ーンの異なる成分色を表すビデオ信号を生成するカラー
テレビジョンカメラ用の自動レジストレーション補正シ
ステムであって、該ビデオ信号を受信して、該ビデオ信号の対応成分間の
タイミング差を表す複数の誤差信号を生成するエッジ検
出手段と、該誤差信号を受信および分析し、該誤差信号に応答し
て、複数の重み付け係数によって規定される補正波形を
生成する処理手段と、該重み付け係数を格納するメモリ手段と、該補正波形を該シーンに与えて該レジストレーションを
補正する補間手段と、を備えたシステム。
【請求項２】前記処理手段が、前記複数の誤差信号か
ら誤差波形を生成し、該誤差波形に応答して前記複数の
重み付け係数を生成する手段を含む、請求項１に記載の
自動レジストレーション補正システム。
【請求項３】所定の波形を生成する波形生成器と、該所定の波形に前記重み付け係数を与えるゲインステー
ジと、重み付けされた所定の波形を互いに加算して前記補正波
形を生成する加算器と、をさらに備えた、請求項２に記載の自動レジストレーシ
ョン補正システム。
【請求項４】前記メモリ手段が前記所定の波形を格納
する、請求項３に記載の自動レジストレーション補正シ
ステム。
【請求項５】前記複数の重み付け係数を生成する前記
手段が、前記補正波形を生成するのに使用される１組の
方程式を解く手段を含み、これにより、該補正波形と前
記誤差波形との組合せを最少限に抑える、請求項２に記
載の自動レジストレーション補正システム。
【請求項６】カラーテレビジョンカメラにおけるレジ
ストレーション誤差を自動的に補正する方法であって、シーンをラスタスキャンして、ラスタおよび複数のビデ
オ信号を生成するステップであって、各ビデオ信号はそ
れぞれ該シーンの異なる成分色を表す、ステップと、該ラスタを所定の数の領域に分割するステップと、該領域それぞれの中の複数のポイントにおいて、第１の
成分色ビデオ信号および第２の成分色ビデオ信号をサン
プリングするステップと、各ポイントにおいて該第１の成分色ビデオ信号と該第２
の成分色ビデオ信号とを比較して、各領域について複数
の誤差信号を生成するステップと、各領域について該誤差信号に応答して誤差波形を生成す
るステップと、該誤差波形に応答して補正波形を生成するステップと、該補正波形に応答して該第１の成分色ビデオ信号および
該第２の成分色ビデオ信号の一方を補間し、これによ
り、該レジストレーション誤差を補正するステップと、
を包含する方法。
【請求項７】前記補正波形が重み付け係数を含み、前
記方法が該重み付け係数をメモリ手段に格納するステッ
プをさらに包含する、請求項６に記載のカラーテレビジ
ョンカメラにおけるレジストレーション誤差を自動的に
補正する方法。
【請求項８】前記所定の数の領域が、所定の数の水平
ゾーンと所定の数の垂直ゾーンとを含む、請求項６に記
載のカラーテレビジョンカメラにおけるレジストレーシ
ョン誤差を自動的に補正する方法。
【請求項９】前記比較ステップが、前記第１の成分色
ビデオ信号内のエッジに対応する信号値と前記第２の成
分色ビデオ信号内のエッジに対応する信号値との間の時
間間隔を測定するステップを含む、請求項６に記載のカ
ラーテレビジョンカメラにおけるレジストレーション誤
差を自動的に補正する方法。
【請求項１０】前記補正波形を生成するステップが、
マイクロプロセッサを用いて前記誤差波形を分析するス
テップを含む、請求項６に記載のカラーテレビジョンカ
メラにおけるレジストレーション誤差を自動的に補正す
る方法。
【請求項１１】前記誤差波形を分析するステップが、
前記補正波形を生成するのに使用される１組の方程式を
解くステップを含み、これにより、該補正波形と該誤差
波形との加算性の組合せを最少限に抑える、請求項１０
に記載のカラーテレビジョンカメラにおけるレジストレ
ーション誤差を自動的に補正する方法。
【請求項１２】前記第１の成分色ビデオ信号と前記第
２の成分色ビデオ信号とを比較する前記ステップが、各
領域について前記複数の誤差信号を生成するために以前
に生成した重み付け係数を取り出すステップを含む、請
求項６に記載のカラーテレビジョンカメラにおけるレジ
ストレーション誤差を自動的に補正する方法。