JPH11113014A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間画素ずらし法を使用したテレビジョンカ
メラにおけるディジタル輪郭補正処理において、過度な
エッジ成分を抑制するために使用されるクリップなどの
非線形処理による折り返し歪みを軽減させ、高帯域を維
持した輪郭強調信号を生成する。 【解決手段】 空間画素ずらし法を用いた固体撮像装置
の映像信号処理装置において、Ｇ原信号とこれに対して
位相差πを持つＲ／Ｂ原信号から互いに位相差πを持っ
た２つの輪郭補正用信号を生成する手段と、当該２つの
輪郭補正用信号に対して等価的に倍速処理を行い２つの
輪郭強調信号を生成する手段と、これら２つの輪郭強調
信号に対して同様の非線形処理を施す手段と、当該非線
形処理された２つの輪郭強調信号を対応する上記Ｇ原信
号とＲ／Ｂ原信号にそれぞれ位相を合わせて加算する手
段を有する構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルテレビ
ジョンカメラの高解像度化を図った映像信号処理装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空間画素ずらし法を使用している
固体撮像装置の輪郭補正処理を、ＨＤＴＶ方式のように
動作クロック周波数の高いテレビジョンカメラに適用す
る場合は、処理速度の関係上、２倍速処理が困難なた
め、輪郭補正処理回路内の非線形処理による折り返し歪
みを低減するために、原信号から輪郭補正信号を生成し
た後、補間器を使用して、互いにπ位相のずれた２つの
輪郭補正信号を生成して、等価的に２倍速処理を行なっ
ていた。図２に、従来の画素ずらし法を使用したディジ
タルテレビジョンカメラの信号処理系のブロック図を示
す。撮像素子１，２から得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ア
ナログ信号処理回路３，４で増幅等の処理を施された
後、Ａ／Ｄ変換回路５，６でディジタル信号であるＲ，
Ｇ，Ｂ信号に変換される。これらの信号は、マトリクス
回路２２に設定された比率で合成されるが、空間画素ず
らし法を使用したカメラでは、ＧとＲ（またはＢ）の信
号で、位相差πを持っており、高帯域に折り返し歪みが
乗っている。

【０００３】この信号は輪郭強調回路２３に入り、輪郭
強調信号が生成され、補間器２４によって、位相がπず
れた輪郭強調信号をもう１つ生成する。これら互いに位
相差πを持った２つの輪郭強調信号は、それぞれ非線形
処理回路１２，１３で過度なエッジ成分、微少振幅を除
去するために波形を整形した後、輪郭強調信号の位相と
原信号の位相を合わせ、加算回路１４，１５により原信
号に加算される。輪郭強調信号の加算されたＲ，Ｇ，Ｂ
の原信号は、信号処理回路１６，１７によって、ガンマ
補正等の処理を施され、マトリクス回路１８において所
定の比率ｋＧ＝ｎＲ＋ｍＢ （ｋ＝ｎ＋ｍ）で混合さ
れ、輝度信号Ｙ、色差信号Ｉ，Ｑが生成される。そし
て、色差信号Ｉ，Ｑは、ローパスフィルタ１９，２０で
帯域を制限された後、エンコーダー２１によって、輝度
信号Ｙと多重処理され、エンコーダー出力となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】空間画素ずらし法を使
用している固体撮像装置において、従来構成の輪郭補正
処理では、補間器を用いて、互いにπ位相差を持った２
つの輪郭強調信号を生成することにより、非線形処理に
よる折り返し歪みの低減を行なっていた。これは、図６
（Ａ）の○印の原信号と×印の原信号を所定比率（マト
リクス係数）で合成して、●印の輪郭補正信号を生成
し、輪郭強調後に補間器を使用して●印の輪郭補正信号
から△印の輪郭補正信号を生成することと等しい。 こ
れを図３の（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、簡単に説明する。
原信号Ｒ，Ｇ，Ｂから、マトリクス回路で原信号を所定
の比率で合成して輪郭補正信号を生成する。 この輪郭
補正信号は、輪郭強調回路により、輪郭成分を抽出さ
れ、図３（Ａ）のような周波数特性を示す。 即ち、サ
ンプリング周波数ｆｓの１／２以上の周波数成分がベー
スバンドに折り返して、折り返し歪みになっている。こ
の輪郭補正信号は、補間器によって位相がπずれた信号
を生成することで、互いに位相がπずれた輪郭補正信号
を２つ得ることができる。

【０００５】図３（Ｂ)、(Ｃ）は、これらの信号に非線
形処理を施した周波数特性を示した図である。 図３
（Ｃ）は、補間器を使用した輪郭強調信号の周波数特性
であり、補間器が理想的な物でない限り、高帯域の周波
数特性のレベルの減衰は避けられず、図３（Ｂ）の補間
していない輪郭強調信号に比べて、高帯域の減衰の差が
目立つ。 さらに、図３（Ｄ）のように、補間器を通し
た信号と通さない信号の減衰量の差から、２倍速処理で
Ｙ信号を合成した際には折り返し成分が高帯域に残留
し、画質に悪影響を及ぼす。本発明は、上記事項を考慮
してなされたものであり、目的とする事は補間処理を用
いずに空間画素ずらし法に適応した、等価的な倍速処理
による輪郭強調信号を得て、非線形処理による折り返し
歪みの少ない、高帯域を維持した輪郭強調信号を得るこ
とを特徴とする映像信号処理装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、空間画素ずらし法を用いた固体撮像装置の
映像信号処理装置において、Ｇ原信号とこれに対して位
相差πを持つＲ／Ｂ原信号から互いに位相差πを持った
２つの輪郭補正用信号を生成する手段と、当該２つの輪
郭補正用信号に対して等価的に倍速処理を行い２つの輪
郭強調信号を生成する手段と、これら２つの輪郭強調信
号に対して同様の非線形処理を施す手段と、当該非線形
処理された２つの輪郭強調信号を対応する上記Ｇ原信号
とＲ／Ｂ原信号にそれぞれ位相を合わせて加算する手段
を有する構成としたものである。また、互いに位相がπ
ずれた２つの輪郭補正用信号を２つのマトリクス回路に
より生成する手段と、２つの輪郭補正用信号から、２つ
に分離されたディジタルフィルタを使用して、互いに位
相がπずれた輪郭強調信号を２つ生成する手段と、これ
ら２つの輪郭強調信号にクリップもしくはそれに類する
非線形処理を行なう手段と、これら２つの輪郭強調信号
の位相と対応する上記Ｒ，Ｇ，Ｂ原信号の位相を合わせ
てそれぞれ加算する手段を有する構成としたものであ
る。

【０００７】上記本発明によれば、図１に示すように、
輪郭強調信号の生成において、２つの輪郭補正用信号を
合成するマトリクス回路８とマトリクス回路９の、どち
らか一方のマトリクス回路に入力されるＧとＲ／Ｂの原
信号の内、遅れている方の原信号を遅延素子７を使用し
て、２π遅らせることにより、マトリクス回路８とマト
リクス回路９の出力信号の位相差はπになる。このこと
は、図６（Ｂ）に示すように、○印の原信号と×印の原
信号をマトリクス回路で合成して、●印の輪郭補正用信
号を生成し、そして、○印の原信号を２π遅らせた信号
と×印の原信号をマトリクス回路で合成して、△印の輪
郭補正用信号を生成することと等しい。図１で、遅延し
た原信号のマトリクスをマトリクス回路８、遅延しない
原信号のマトリクスをマトリクス回路９とすると、マト
リクス回路８は信号の位相遅れがπの原信号と２πの原
信号から輪郭補正用信号を生成し、マトリクス回路９は
信号の位相遅れが０の原信号とπの原信号から輪郭補正
用信号を生成する。

【０００８】従って、２つの輪郭補正用信号は互いに位
相差πを持つことになり、この信号に乗っている折り返
し歪みの位相は互いに逆位相となる。これらの２つの信
号に対し、図５（Ｂ）に示すように、２つに分離された
輪郭強調回路を使用して、輪郭成分を抽出し、輪郭強調
信号を２つ生成する。なお、これらのフィルタ係数は２
つの出力信号を２倍速で多重することで、図５（Ａ）の
構成のような、１つのフィルタを動作させた時の出力と
同様な出力が得られるように設計されている。つまり、
図５（Ａ）の遅延素子２５，２７，２９，３１が、図５
（Ｂ）の遅延素子４４，４５，４６，４７に相当し、図
５（Ａ）のフィルタ係数３３，３５，３７，３９が、図
５（Ｂ）のフィルタ係数４９，５１，５３，５５に相当
する。また、図５（Ａ）の遅延素子２６，２８，３０
が、図５（Ｂ）の遅延素子４１，４２，４３に相当し、
図５（Ａ）のフィルタ係数３２，３４，３６，３８が、
図５（Ｂ）のフィルタ係数４８，５０，５２，５４に相
当する。 この２つの輪郭強調信号は互いに位相差πを
持ち、折り返し歪みも互いに逆位相となる。さらに、こ
れら２つの輪郭強調信号に、過度なエッジや、微少振幅
を除去するために、２つの同様な非線形処理を施す。
図４（Ａ)、(Ｂ）のように、この信号もまた、非線形処
理で発生した折り返し歪みを含めて、互いに逆位相とな
る。この輪郭強調信号の位相と原信号の位相を合わせて
加算することで、Ｙ信号合成のマトリクスで２つの信号
を２倍速で合成して多重した際に、２つの信号の折り返
し歪みが打ち消し合い、後段における、輪郭強調信号の
折り返し歪みの影響を軽減し、高帯域を維持した高精細
な画像を得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例として、
ディジタルカメラの信号処理における、全体のブロック
構成図を示す。 以下、図１に従って、説明する。な
お、図１と図２に共通するブロック１〜６、１６〜２１
までの説明は、上述したので省略する。撮像素子１をＧ
信号、撮像素子２をＲ／Ｂ信号(ＲとＢ信号をまとめて
示す)とし、撮像素子１からの出力信号が撮像素子２の
出力信号に比べ、位相がπ進んでいるとする。これらＧ
信号、Ｒ／Ｂ信号は、それぞれマトリクス回路８とマト
リクス回路９に入力され、所定の合成比率により、輪郭
補正用信号を合成する。この時、マトリクス回路８に入
力されるＧ信号は、遅延素子７により、位相が２π遅れ
て入力される。 このため、マトリクス回路８にはＧの
原信号に比べ、位相差を２π持ったＧ信号と位相差をπ
持ったＲ／Ｂ信号が入力される。一方、マトリクス回路
９には、Ｇの原信号と位相差がないＧ信号と、位相差を
π持ったＲ／Ｂ信号が入力される。

【００１０】各マトリクス回路内ではＧ信号とＲ／Ｂ信
号を所定の割合で加算することで、輪郭補正用信号を生
成する。２つの輪郭補正用信号は、互いに位相差をπ持
った信号となり、折り返し歪み成分は互いに逆位相とな
る。この２つの輪郭補正用信号は、輪郭強調回路１０，
１１により、輪郭成分のみが抽出され、２つの輪郭強調
信号が生成される。この２つの信号に対して、波形を整
形するため、２つの同様な非線形処理回路１２，１３
で、クリップなどの非線形処理を施す。このとき、非線
形処理により、波形が大きく歪み、高調波成分がベース
バンドに折り返して、折り返し歪みを生む。しかし、２
つの輪郭強調信号の位相と原信号の位相を合わせて加算
し、マトリクス回路１８で所定の比率（ｋＧ＝ｎＲ＋ｍ
Ｂ ｋ＝ｎ＋ｍ）で合成し、２倍速処理で多重して合成
する事で、折り返し歪みを軽減した高帯域を維持したＹ
信号を生成することができる。

【００１１】

【発明の効果】以上のように本発明を用いると、輪郭補
正処理回路内で２倍速処理を行なうことなく、補間器な
しに等価的な倍速処理を行なうことで、輪郭強調信号に
非線形処理を施したことによる折り返し歪みを軽減し、
２倍速処理で多重してＹ信号を合成した際には、より高
帯域が維持されたＹ信号が得られ、画質を向上させる事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の映像信号処理装置の信号処
理部のブロック図

【図２】従来の映像信号処理装置の信号処理部のブロッ
ク図

【図３】従来の映像信号処理装置の信号処理部における
周波数特性図

【図４】本発明の映像信号処理装置の信号処理部におけ
る周波数特性図

【図５】本発明の映像信号処理装置の輪郭強調回路の具
体的構成を説明する図

【図６】映像信号処理装置の輪郭補正信号の生成方法を
説明する図

【符号の説明】

１，２：固体撮像素子、３，４：アナログ信号処理回
路、５，６：Ａ／Ｄ変換回路、７：遅延素子、８，９，
１８：マトリクス回路、１０，１１：輪郭強調回路、１
２，１３：非線形処理回路、１４，１５：加算器、１
６，１７：信号処理回路、１９，２０：ローパスフィル
タ、２１：エンコーダ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間画素ずらし法を用いた固体撮像装置
   の映像信号処理装置において、Ｇ原信号とこれに対して
   位相差πを持つＲ／Ｂ原信号から互いに位相差πを持っ
   た２つの輪郭補正用信号を生成する手段と、当該２つの
   輪郭補正用信号に対して等価的に倍速処理を行い２つの
   輪郭強調信号を生成する手段と、これら２つの輪郭強調
   信号に対して同様の非線形処理を施す手段と、当該非線
   形処理された２つの輪郭強調信号を対応する上記Ｇ原信
   号とＲ／Ｂ原信号にそれぞれ位相を合わせて加算する手
   段を有することを特徴とする映像信号処理装置。
2. 【請求項２】 上記２つの輪郭補正用信号を生成する手
   段として、上記Ｇ原信号とＲ／Ｂ原信号から互いに位相
   差πを持つ２つの輪郭補正用信号を合成する２つのマト
   リクス回路と、当該いずれか一方のマトリクス回路へ入
   力される原信号の内、位相が遅れている方の原信号を２
   π遅らせ、上記２つのマトリクス回路の出力信号の位相
   差をπにする遅延素子を有することを特徴とする請求項
   １記載の映像信号処理装置。
3. 【請求項３】 上記２つの輪郭強調信号を生成する手段
   として、互いに位相差πを持つ２つの輪郭補正用信号に
   対し、それぞれ等価的に倍速処理を行う２つに分離され
   たディジタルフィルタを用い、互いに位相がπずれた２
   つの輪郭強調信号を生成することを特徴とする請求項１
   または２記載の映像信号処理装置。