JPS61129994A - ビデオカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ肌五亙１ 本発明はＴＶ信号を作る技術、特にある光景を表現する
電子映像信号を作り出し、その信号が帯域幅を圧縮した
高品位成分を含むような、装置と方法に関するものであ
る。

電子映像信号（ＴＶ信号）は、高空間周波数成分のフレ
ーム更新速度を下げる一方、低空間周波数成分の少なく
とも一部のフレーム更新速度を標準速度に保つことによ
って、圧縮した帯域幅でコード化することができる。こ
のように指定したとおり行えば、最終的に表示される画
像には事実上品質低下は生じない。その理由は、人間の
視覚は低空間解像度情報で変化を感じることができる速
度においては、高空間解反情報では変化を認めることが
できないという事である。従って既に述べたように、高
空間解像度映像信号成分を、そのような成分に関して人
間の視覚は実際に認識する最大の速度にほぼ相当する、
一時的な情報速度になるようにコード化し、これによっ
て必然的に帯域幅を浪費するような高速度で、これらの
成分をコード化する必要を無くすことにより、人間の視
覚のこういう特性並びに他の特性を利用する、電子映像
信号をコード化し、デコードするシステムを工夫するこ
とができる。また、特許申請者が以前に示したように、
低空間解像度情報は標準のＴＶ映像信号、例えばＮＴＳ
Ｃ方式映像信号と互換性のある形で作り出すことができ
る。

改良型カメラ装置から直接帯域幅圧縮電子映像信号を発
生させることを初めとする、以前に述べた種類の圧縮帯
域幅の特徴を有する、電子映像信号を作る改良された装
置と方法を提供することは、本発明の目的の中に含まれ
る。　またＴＶ画像を向上させる、ある種の時間的フィ
ルタを設けることにより、電子映像システムの動作に改
善を加えることも、本発明の目的の一つである。

ｌ匪Ω１澱 本発明の一つの形式は、高品位化能力による改良形ビデ
オカメラ装置と方法に向けられている。

この種の本発明の装置によれば、ある光景の画像を表現
する映像信号を作り出すビデオカメラ装置が設けられる
。第一及び第二の映像化装置が設けられ、第一と第二の
映像化装置が事実上同じ光学的映像を受けるように、そ
の光景からこれらの装置へ光を導くように、光学的手段
が設けられる。

この光学的手段の１形式は、その光景からの光を時間的
に交互に、第−並びに第二の映像化装置に導き、映像を
受信している光景から得られる光を、効率良く使用する
。比較的速い走査速度、代表的にはよくある毎秒３０フ
レームであるが必ずしもこの通りである必要はない速度
で、第一の映像化装置を走査する手段が設けられる。

また、比較的低走査速度、好ましくは毎秒１５フレーム
以下で第二の映像化装置を走査する手段が設けられてい
る。更に映像化装置の出力を、処理した後記録、及び／
又は伝送及び／又は表示するための手段も設けることが
でき、後述する。

この形式の発明の実施の態様においては、カラーＴＶカ
メラと白黒ＴＶ左カメラ提供され、事実上同一の光学像
を受信する。カラーＴＶカメラは比較的高速で走査され
、白黒ＴＶ左カメラ比較的低速度で走査される。少なく
とも二つの記録チャンネルを有するビデオ記録装置にお
いて、通常の高品位ＴＶ信号に比べて圧縮した帯域幅に
おいて、カメラ出力を記録するための改良された技術も
次のように提供される。（代表的なものとして従来の解
像度の走査速度で動作している　）カラーＴＶカメラか
らの輝度成分信号は、ビデオ記録装置の記録チャンネル
の一つに記録される。白黒ＴＶ左カメラ低走査速度で動
作している高品位用カメラでもよい）の出力は、カラー
ＴＶカメラからの色成分信号と組合せて組合せ信号を得
、この信号がビデオ記録装置のもう一つのチャンネルに
記録される。

この形式の本発明の別の実施の態様においては、四つの
半導体ビデオ映像化装置を利用する。これら半導体ビデ
オ映像化装置の中二つが、従来の解像度の輝度信号と、
輝度信号の高品位成分とをそれぞれ得るために使用され
る。これらビデオ映像化装置の一つにおける画像は、も
う一つのビデオ映像化装置上の画像に関して、一つの対
角線画素の位置で表示される。他の二つのビデオ映像化
装置は色信号を展開するのに使用され、そして再び、四
つのビデオ映像化装置の走査速度は、最終の視聴者の眼
で認識される画質を維持しながら帯域幅を節約するよう
に選択する。

以下詳説するように、この技術から出てくる多くの利点
があり、それらは次のとおりである。

ａ）高解像度カメラを高速に走査して標準の解像度の情
報を引き出すことは必要でないから、高解像度カメラは
低走査速度で走査することができ、この速度で高解像度
情報が記録及び／又は伝送される。従って、高品位カメ
ラの光検知面の各要素部では、光が積算される時間が多
くなる訳で、これによって高解像度信号の信号対雑音比
を高めるのである。また、高品位情報のフレーム更新速
度を引続いて減じて、記録及び／又は伝送のため高品位
成分の所望の圧縮した帯域幅を得るという必要もない。

ｂ）人間の視覚特性のために、輝度情報と同じだけの空
間又は時間解像度で、色情報を表わす必要がない。従っ
て、高解像度カメラは白黒カメラとすることができ、例
えば単一のカメラ用撮像管あるいは映像化用チップを利
用で、それによって費用と複雑さを減らすことができる
。

Ｃ）従来の飛越し走査は標準解像度カメラに用いること
ができるから、漸進（非飛越し走査の）走査を高品位カ
メラに使用することができ、これによって特にカメラ撮
像管（半導体撮像デバイス）を使用するとき、高解像度
性能を高める結果となる。

本発明の他の形態においては、人間の眼の時間的応答に
合うように整えた、時間的増強を与えることによって、
映像信号を時間的に処理するための改善技術を提供する
。

す　；　６の態　の′ｑ８ 図１は、本発明の位置形式にもとづく、高品位能力を有
するビデオカメラ装置の、単純化した実施の態様を説明
している。誂めているある光景から受取った光は、光ビ
ームスプリッタ１１１によって、ここで説明している実
施の態様ではＴＶ左カメラある、ビデオ画像センサ１３
０及び１４０によってそれぞれ受信される二つのビーム
に分割される。

カメラ１３０　　は、標準走査速度、すなわち毎秒３０
飛越しフレーム（フレーム当り２飛越しフィールド　）
で動作する、標準解像度（例えばＲＢＧ（赤青緑）に対
して５２５本）のカラーＴＶカメラである。カメラ１３
０の出力は、標準又は低解像度輝度信号ＹＬ（黄）、及
び色差信号Ｒ−Ｙ（赤−黄）及びＢ−Ｙ（青−黄）と指
定されている。ＴＶ左カメラ４０は、本実施の態様にお
いては高品位白黒ＴＶカメラであって、例えば（カメラ
１３０の標準の５２５本の解像度と比較して）１，０５
０本の解像度を有することができる。高解像度カメラ１
４０は他のカメラよりも低い走査速度、例えば毎秒７，
５あるいは１５フレームの走査速度で走査される。

申請者の前の特許申請で述べたように、人間の視覚には
二つの異る型のニューロン系又はチャンネルが使われて
いることがわかっている。ニューロン系の一つの型は低
解像度の映像を検出し、時間的な過渡現象に敏感で情報
の蓄積と減衰に対して、その時定数は約４０〜８０ミリ
秒と信じられている。二番目の型のニューロン系は、明
かに眼窩から比較的高解像度の情報を伝送するのに使わ
れている。このニューロン系は複合持続性を育すると信
じられており、そのマスキングの時定数は約２００〜３
５０ミリ秒である。図２と図３は人間のこれら二つの系
の空間的及び時間的応答を示す。

これらのチャンネルは「過渡性」及び「持続性」ニュー
ロン系と呼ばれる。持続性系はパターン検知に専ら使わ
れ、比較的時間的応答が良くないが、解像度は比較的良
い。過渡性系は運動の検出に専ら使われ、解像度はそん
なに良くないが、時間的応答は比較的良い。通常の応答
の他、運動によって生じた過渡状態は、約３００ミリ秒
の間両方の系における認識力を減少させる。そこで人間
の視覚系に有った空間的並びに時間位特性をもつように
、あるエンコード装置を設計することができ、帯域幅を
節約する結果を生ずる。本発明においては、カメラ装置
の特性が、空間的及び／又は時間的フィルタと共にこの
整合性を与え、またその他の利点を与えるのである。ま
た、以前に開示したエンコーダ、又は本発明のカメラ装
置、又は従来のＴＶ処理、と−緒に使用することのでき
る増強時間的フィルタ技術が示される。

再び図１を参照すると、ＴＶカメラ１３０と１４０の出
力はそれぞれブロック１３５と１４５で示される処理回
路に結合され、それらの個々の性質は以下に、更に詳し
いブロック図に関して説明するものとする。処理回路１
３５からの高品位輝度信号出力、及び低（又は標準の）
解像度輝度信号並びに色差信号は、図１単純化ブロック
図には伝送回路１５０及びビデオ記録回路１６０に結合
されるものとして示されている。この処理回路の性状は
以下に更に詳しく説明する。又、申請者の前の特許申請
書に述べた、記憶、エンコード、伝送受信及びデコード
の各技術は本発明に関連して利用できることは理解でき
るであろう。

異る速度で走査される、図１の二個のＴＶ左カメラよう
に、高解像度並びに低（標準）解像度のビデオ映像セン
サを利用する、本発明の形式は次に示すものを含んで多
くの動作利点を有する。

ａ）低（又は標準の）解像度情報を高解像度カメラを高
速で走査（例えば普通の走査速度毎秒３０フレーム）す
ることから引き出すことは必要がない（そのような情報
は別の標準の走査速度で走査される低解像度カメラから
得ることができる）から、高解像度カメラは低走査速度
（例えば毎秒７．５又は１５フレーム）で走査すること
ができ、この速度で高解像度情報が記録され、及び／又
は伝送される。従って、カメラの光受感面の各要素部分
には光を積算する時間が増え、これによって高解像度信
号の信号対雑音比を高める。また、引続いて高品位情報
のフレーム更新速度を減じて、記録及び／又は伝送用の
所望の圧縮帯域幅高品位成分を得る必要もない。［但し
ある状況では、毎秒１５フレームのフィールド速度のよ
うな速度で、高品位信号を「過剰サンプリング」し、そ
れから時間的に毎秒７．５フイールドまで積算を落すこ
とが望ましいことがある。］ ｂ）申請者の前の申請書に述べであるとおり、人間視覚
の特性の故に、輝度情報と同じ空間的又は時間的解像度
で色情報を提供する必要はない。従って高解像度カメラ
は、例えば単一のカメラ撮像管又は映像化チップを利用
し、これによって費用と複雑さを減らす、白黒用カメラ
を用いることができる。

Ｃ）従来の飛越し走査が低（又は標準）解像度カメラに
使用できるので、高品位カメラには漸進（非飛越し走査
）走査を使うことができ、これにより、特にカメラ撮像
管（半導体撮像デバイスよりも）が採用されるとき、増
強高解像性能を生じる結果となる。

図４と図５はビデオ記録並びに再生装置を示し、これも
本発明の１形式の特徴である。図４の記録装置において
は、図１と類似してＴＶ左カメラ１Ｇと４４０が設けで
ある。この実施の態様では、カメラ４４０は高解像度（
例えば１０５０本）の白黒カメラで、毎秒１５フレーム
の速度で漸進的に走査され、カメラ４１０は低（標準）
解像度（５２５本）カメラで、（ＮＴＳＣ方式では）毎
秒３０飛越しフレーム（６０フイールド）の速度で走査
される。ＴＶ左カメラ１０と４４０は、その光景に光学
的に登録される。本実施の態様においては、カメラはビ
ームスプリッタ４０５を経由して光景から光を受ける。

ＴＶカメラは電子的に同期していることが望ましい。

すなわち、これらのカメラの同期信号及び駆動信号は、
共通のタイミング信号から誘導される。但しカメラ４１
０のフィールド速度は４倍速い。カメラ４１０の出力は
ＹＬ（黄）、Ｒ−Ｙ　（赤−黄）、及びＢ−Ｙ（青−黄
）で示される。低（標準）解像度輝度信号は時間的フィ
ルタ４１５に結合され、以下に述べる種類の増強時間フ
ィルタリングを受けるが、このフィルタは人間の視覚の
時間的感度に合致しているのである。時間的フィルタ４
１５の出力は、２チヤンネルビデオ記録器４５５の一方
の入力となる。ビデオ記録器は例えば、ソニー社が製造
しているビデオ記録装置「ベータカム」形でもよく、あ
るいは二つ以上の同時記録チャンネルを有する適当なビ
デオ記録装置でもよい。色差信号はそれぞれ、タイムベ
ース補正器４２［及び４２２に結合される。本実施の態
様においては、Ｒ−Ｙ色差信号を受信するタイムベース
補正器４２２は、Ｒ−Ｙ信号の各走査線のタイムベース
を、その元のタイムベース周期の％に圧縮するよう動作
することができ、タイムベース補正器４２１は、Ｂ−Ｙ
信号の各走査線のタイムベースを、その元のタイムベー
ス周期のにに圧縮するように動作することができる。タ
イムベース補正器４２１と４２２の出力は、マルチプレ
クサ４２５に結合され、このマルチプレクサは色差信号
を単一の出力線上の時系列に収めるように、タイムベー
スを補正した色差信号をマルチプレクサするように動作
する。この出力は順次、時間的フィルタ４３０に結合さ
れる。時間的フィルタ４３０はこれらの信号の帯域幅を
更に圧縮するため、他の者の中から採用された簡単なフ
レーム平均回路であってもよい。時間的フィルタ４３０
の出力は、飛越し走査／ｉ進定走査変換器回路３５に結
合され、この変換回路はこの種技術においてよく知られ
ているように、飛越走査のように読みこまれ、漸進走査
のように読出されるフレーム記憶回路から成る。飛越し
走査／漸進走査変換回路４３５の出力はマルチプレクサ
４５０の一つの入力となる。マルチプレクサ４５０は空
間的にフィル★された高品位走査線と、飛越走査／漸進
走査変換回路４３５からの走査線とを交互に行わせるよ
うに動作する。即ち、回路４４５からの走査線を１本と
ると、次は回路４３５からの走査線を１本とるといった
具合である。本実施の態様及び他の実施の態様において
、この種技術で知られているように、信号通過時間を等
しくするため適当な等他用遅れ回路を設けることができ
ることは理解されよう。

上記したように、高品位カメラ４４０は、本実施の態様
においては漸進走査で毎秒１５フレームの速度で走査さ
れる。カメラ４４０の出力は空間フィルタ回路４４５に
結合される。申請者の前の特許申請書に述べたように、
記録又は伝送を行う前に、高品位信号から低品位成分を
差引くことにより、帯域幅を節約することができる。こ
の機能を垂直、水平の両方向で達成するための典型的な
回路は、上記以外の特許申請書に詳しく説明しである。

空間的フィルタ回路４４５の出力は、５２５本の走査線
で高品位成分を含み、マルチプレクサ４５０のもう一つ
の入力に結合される。マルチプレクサ４５０の出力はビ
デオ記録装置４５５の第二チャンネル入力に結合される
。　　゛ 図５を参照すると、図４のビデオ記録装置と関連して使
用する、ビデオ再生装置の実施の態様が示しである。低
（標準）品位輝度信号を搬送するチャンネルが、他の必
要な等化遅れ回路と同様、他のチャンネルにおける漸進
走査／飛越し走査変換に関して等化を行うため、１フレ
ームの遅れを与える遅延回路４６０に結合される。遅延
回路の出力は、加算回路４６５への一つの入力となる。

記録された映像の他のチャンネルはデマルチプレクサ４
７０に結合され、引続く交互走査線をその二つの出力線
に行かせることによって、デマルチプレクサは高品位輝
度信号を色差信号から分離する（すなわち、図４のマル
チプレクサ４５０・で行われたのと逆の機能を行う）。

記録されたときと同じ漸進走査形式にまだある、色差信
号は漸進走査／飛越し走査変換器回路４８０に結合され
、変換回路の出力はデマルチプレクサ４８５に結合、デ
マルチプレクサの出力は今度はタイムベース補正回路４
８６と４８７　　に結合される。これらの回路は図４の
回路４２１．４２２及び４２５の逆機能を行うように動
作する。すなわち、色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙを分離し、
その元のタイムベースに膨張してもどす。結果としての
色差信号は普通のＢＲＧマトリクス４９０に入力される
。前に記録された漸進走査形式にある、デマルチプレク
スされた輝度成分信号ＹＨは別の漸進走査／飛越し走査
変換回路４７５に結合される。この変換回路４７５は加
算回路４６５のもう一つの入力に接続され、加算回路が
低品位輝度成分と高品位輝度成分とを組合せるよう動作
する。結果として生ずる複合輝度成分はマトリクス４９
０への今一つの入力となり１．マトリクス４９０は高解
像度モニタ４９５を駆動する色信号を得るのに使用され
ている。申請者による前の特許申請書に述べられている
技術は、望むならば高低（標準）両品位信号成分の処理
、組合せ、及び／又は分離に利用することができるとい
う事は理解できるであろう。また図５の破線で表わされ
るように、普通の解像度の出力が必要な全てであるよう
な場合などでは、低（又は標準）品位輝度信号は、複合
高品位輝度信号の代りに使用するため、マトリクス４９
０に直接結合することができる。同様の背景において、
図４の記録装置は、環境が必要とするときは低（又は標
準）解像度カメラだけによる使用に適用することができ
る事も理解されるであろう。

図６を参照すると、高解像度成分が在来の解像能力のみ
しかない、今一つの映像検知装置を使って展開される、
本発明の別の形式の実施の態様を示している。本実施の
態様においては、一台のカメラが光学的に登録された四
つのビームに、映像からの光を分割する光学的サブシス
テムが設けられる。四つのビームとはＹｌとＹｌと記さ
れた二つの輝度用ビーム、ＲとＢで表わされる青と赤の
成分ビームである。図６のブロック図では、５１０がカ
メラレンズ装置、５１２と５１３がビームスプリッタ、
５１６と５１７が赤と青の成分が得られる二色性ミラー
をそれぞれ示す（この例では緑の成分は使用しない）。

像からの光を所望の輝度並びに色成分に分割する種々の
代替法、例えば二色性プリズムを使用するといったもの
があることは理解されるであろう。

図６の実施の態様においては、四つの電子的に同期し光
学的に登録されたビデオ映像化装置、前フレーム解像度
ＣＯＤ　（電荷結合デバイス）カメラチップのような装
置が設けられ、５２１　、５２２．５２３及び５２４で
示されている。映像化装置５２１と５２２はそれぞれ輝
度成分信号Ｙ１及びＹｌを得るのに使用され、映像化装
置５２３と５２４はそれぞれ色成分信号Ｒ及びＢを得る
のに用いられる。映像化装置５２２　　は、その上に現
れる像が映像化装置５２１上に現れる像に関して１／２
画素だけ対角線方向にずらせるように、映像化装置５２
１に関して（また映像化装置５２３及び５２４に関して
も）変位させられている。この事は図７に説明されてお
り、映像化装置５２１及び５２２の画素位置を重ね合せ
た所を示している。映像化装置５２１の画素位置は点で
表わされており、映像化装置５２２の画素位置はＸで表
わされている。

映像化装置５２１と５２２からの映像信号出力を使い、
以下に説明するようにそれらを組合せることにより、標
準解像度ＴＶビデオの２倍の垂直解像度並びに水平解像
度を有する、対角線方向にサンプリングした画像を代表
する信号を得ることができる。本実施の態様においては
、映像化装置５２１は毎秒３０フレーム（フレーム当す
２飛越し装置フィールド）で、標準のＮＴＳＣ方式で走
査される。その結果その出力（Ｙｌ）は標準解像度輝度
信号として利用することができる。高解像度成分として
用いられる信号は、低い速度で走査することができるか
ら、本実施の態様においては、映像化装置５２２は毎秒
７．５の飛越し走査フレーム（１５フイールド）という
速度で走査される。映像化装置５２３と５２４は赤と青
の成分信号を生じ、やはり低速で走査される。特に、映
像化装置５２３は毎秒１５飛越し走査フレーム（３０フ
イールド）の速度で走査され、映像化装置５２４は毎秒
７．５飛越し走査フレーム（１５フイールド）の速度で
走査される。

映像化装置５２１の出力は２チヤンネルビデオ記録装置
５５０の一方のチャンネルで記録され、この記録装置は
やはり例えば、「ベータカム」形のビデオ記録装置（ソ
ニー社製）であってもよい。前記したように、時間的フ
ィルタリングをこのチャンネルに施してもよい。映像化
装置５２２　、５２３．５２４の出力は四つの在来式走
査性周期毎にＹｌの走査線１本、Ｂの走査線１本、Ｒの
走査線２本が得られるようにマルチプレクサされる。［
これはＹｌとＢが在来の走査速度の１７４であり、Ｒが
在来の走査速度の１７２であることに合致する。］この
方向の端に、４カウント形の走査線カウンタ５４０が設
けである。カウンタは図示していない手段によって、各
フィールドの初めにリセットされる。マルチプレクサ５
４５はビデオ映像化装置５２２　、５２３　、５２４か
らの入力を受信する。１．２．３及び４のカウンタ５４
０　　からの各カウントが、マルチプレクサ５４５に対
してＹｌ、Ｒ，Ｂそして再びＲの信萼を選択させる。そ
してマルチプレクサ５４５の出力はビデオ記録装置５５
０の第二のチャンネルに記録される。

図８は図６のビデオ記録装置５５０に記録された、映像
情報を再生する装置の実施の態様を説明している。多数
ボート形ビデオフレームメモリ５６１　　、５６２　　
、５６３　　及び５６４　がそれぞれ信号Ｙ１、Ｙ２、
Ｒ，Ｂについて設けられている。輝度信４号Ｙ１はフレ
ームメモリ５６１に結合される。

４カウント形カウンタ５９０が設けられているが、図６
における同種装置のように、走査線をカウントし各フィ
ールドによってリセットさせる。カウンタは適切なフレ
ームメモリ５６２　、５６３又は５６４に記憶される現
在の走査線の、デマルチプレクサ５９５による選択を制
御する。回路の記録部におけるように、それぞれの１．
２．３．４のカウントはＹ２、Ｒ，Ｂ及びＲのメモリに
出力を与え、その結果情報の記録されたフレームがフレ
ームメモリ５８２．５６３．５６４のところで再生され
る。申請者の前の特許申請書に述べた形式の可能性があ
る、組合せ回路５７０は高品位ビデオ信号を得るのに使
われ、高品位ビデオ信号は高解像度ディスプレイ５９０
に表示することができる。

申請者は、移動しているＴＶ映像の鮮鋭度喪失の観測に
おける重要因子は、低解像度映像に対してＴＶ左カメラ
時間的高周波特性が、増大するよりはむしろ減少する（
人間の視覚の過渡性ニューロン系がそうであったように
　−図３参照）ということであることを決定した。従っ
て、１ＱＨｚ前後である人間の視覚の過渡性系の時間的
な応答のピークの付近で、低（標準）解像度カメラの時
間的応答を選択的に高めることにより、より鮮鋭に見え
る移動映像を得ることができる。比較的平坦な時間的応
答と鋭いカットオフを具えたフィルタを得るためには、
一連の、関数（ｓｉｎ　ｘ　）／　ｘを近似する正負両
係数を有する、望ましくは少くとも３フレームの記録を
利用することができる。

図９を参照すると、映像信号を時間的に増強させるため
、従来のＴＶシステムのみならず、図４の実施の態様又
は本発明の他の形式において利用できる形の、時間的フ
ィルタの例が示しである。

四つのフレーム記憶回路６１１．６１２　、６１３　、
６１４は直列に配置され、入力信号がフレーム記憶回路
６１１を介してこの直列回路に結合されている。フレー
ム６１１の入力端の端子は６２０で示しである。

又フレーム記憶回路６１１　、６１２　、６１：ｌ　、
６１４の各出力側端子は、参照番号６２１　、６２２．
６２３　、６２４としである。これら五つの図示した端
子は、加算増幅器６１５の重みを付した各入力に接続さ
れている。図示した例では、中央の端子６２２（理解を
よくするため、実時間像と考えてもよい）は重み＋１で
加算増幅器に加えられる。その隣りの端子からの信号（
すなわち、上記実時間像から１フレーム進み、並びに１
フレーム遅れることで時間的に分離されている）は、そ
れぞれ−１７４の重みで加算増幅１６１５に加えられる
。また、端子６２０と６２４からの信号は２映像フレー
ムだけ実時間像より進み又は遅れ、それぞれ＋ｌ／８の
重みで加算増幅器６１５に加えられる。

動作時は、この上述した時間的フィルタは、細部が強調
されるべき基本域の両側の信号を差引くことにより、映
像増強装置が空間的に行うのと幾らか似ているようなや
り方で、低品位チャンネルで時間的に増強を行う。

図９の実施の態様は四つのフレーム記憶回路を利用し、
重みをつけて、１ＯＨｚより僅かに上の所で時間的応答
のピークを提供する。ピークの応答はもっとフレーム記
憶回路を使うと下げることができ、重み係数は望ましい
特性曲線の形を保ちながら、眼の時間的応答のピークに
対して、一層増強を行わせるよう選ぶことができる。

図１Ｏは本発明の１形式に沿って、高品位能力を有する
ビデオカメラ装置の、一つの実施の態様を説明している
。ビデオ映像センサ、プロセッサ、並びにその伝送及び
記録の各ブロック１３０　．１３５　、１４０．１４５
　、１５０及び１６０は図１における対応部分に従った
ものとする。

本実施の態様は、光景からの光を有効に利用し、一方映
像化装置の感度、相対的な露出時間、ビデオ映像化装置
の動的解像度の考慮と矛盾を起さないことによって、一
層の改良を行わせるものである。

シャッタがフィルムカメラに共通に使用され、代表的に
は像をファインダ上に触れさせるミラーである。ＣＣＤ
カメラチップのような、ある種の半導体カメラチップは
シャッタを使って、映像信号が光感受載から記憶域へ読
みこまれる時間中、露出を防止する。シャッタはまた、
ダイナミック応答を改善するためＴＶ左カメラも使用さ
れている。以上の場合シャッタは、主映像に寄与するこ
とから光の部分を妨げる。本発明においては、シャッタ
は少くともビデオ映像化装置の一つに光を常時環いてお
り、これら装置の両方が最終的に再構成された高品位画
像に寄与するのであるから、シャッタ動作の結果として
光エネルギーの損失は極めて小さい。またシャッタサイ
クルは、所定の信号対雑音比を得るため、第一及び第二
のビデオ映像化装置へ光エネルギーの部分を与えるよう
選択することができる。更に、シャッタ動作は動的解像
度を向上し、これは映像の低解像度部分において特に重
要である。何となれば、人間の眼の時間的応答は、ある
映像の低空間的解像度成分に関してより敏感であるから
である。

本実施の態様に改善に従い、レンズ５０で表わされる光
学系を介して、ある光景ＩＯから受取った光の通路に、
反射形回転シャッタ１０１を置く。

シャッタ１０１の回転による方向づけに左右されて、そ
の光景からの光は直接にカメラ１３０に透過されるか、
又はカメラ１４０に反射される。反射形回転シャッタは
回転駆動手段によって回転されるが、駆動手段は図にお
いては、同期タイミング回路１９０からの信号による制
御下にあるモータ１０２によって代表されている。

回転可能な反射シャッタの実施の態様は図１１に示され
ている。図において、半円形のミラーが利用され、モー
タ１０２によって軸１０１Ａの回りに駆動される。この
場合、反射面は１８０°の弧に対しているが、ここで説
明するようにそれぞれのカメラの特性と設計の考え方に
より、　１８０°よりも大きいか小さいかの適当な角度
も使用することができる。モータ軸はこれに関連した光
学的エンコーダを有し、このエンコーダは不透明なエン
コーダ円板４１（図１２参照）とその両側にある発光ダ
イオード４２並びに光ダイオード４３を持っている。エ
ンコーダ円板には半径方向のスリット４１Ａが開いてい
る。発光ダイオード４２は（図示していない手段により
）点灯し、同期タイミング発生器１９０に結合された光
ダイオードが出力信号を生じる。発光ダイオードと光ダ
イオードの間をスリット４１Ａが通過する度毎に、モー
タ軸の角度位置及びシャッタ角度位置用の基準信号が生
じる。この信号が利用される方法は以下に記す。

図１３を見ると、本発明の本実施の態様にもとすいて、
同期、タイミング、及びモータの制御回路１９０のブロ
ック図が示しである。６０１（ｚのクロックからの信号
が低（標準）解像度カメラ１４０用の同期発生器１９１
に接続されている。６０）１ｚのクロック信号はｌ／４
分周器１９２にも接続されていて、分周器の出力はワン
ショットマルチバイブレータ１９３に、その出力は順次
高解像度カメラ１３０用の同期発生器１９４にそれぞれ
結合されている。同期発生器１９１及び１９３の出力は
それぞれ既知の方法で、カメラ１３０及び１４０用の同
期信号並びに走査信号を発生するのに用いられる。同期
発生器１９１の出力は位相固定ループ１９５にも接続さ
れており、、これがモータ１０２（図１０）を駆動する
のに使われる、出力直流レベルを生ずる。位相固定ルー
プは、位相制御信号として光学的エンコーダ４０の光ダ
イオード４３（図ｉｏ）から基準位置信号をも受信する
。

図１４はモータ１０２で制御される、反射形回転シャッ
タ１０１の状態に関して、図１３の回路における信号の
性質を説明している。グラフ１４Ａは同期発生器１９１
の出力でとった垂直同期信号を示し、本実施の態様にお
いては６０１１ｚである。この信号はモータ１０２と連
動している位相固定ループ１９５に接続されており、そ
れ故モータは６０Ｈｚの速度で回転する。シャッタ■０
１（モータで駆動）の状態を示すグラフ１４Ｇからこの
事がわかるが、これによればシャッタは６０Ｈｚで交互
に、映像をカメラ１３０に通過させたり、カメラ１４０
へ反射したりする。

立上り及び立下りの傾斜は、映像の一部が両方のカメラ
へ行く時間を示している。回転の位相は、映像からの光
が全て高解像度カメラ１３０へ向っているとき、垂直同
期信号がシャッタ回転サイクルの１点で起るように、光
学的エンコーダからの出力信号を使って調整される。（
この事は、シャッタとエンコーダ円板の角度位置を前も
って調整しておくことにより容易に行なわれる。）この
ようにして、映像からの光がまったくカメラ１４０に届
かないとき、カメラ１４０の垂直の引戻しが起るように
設定される。ワンショットマルチバイブレータ１９２は
、カメラ１３０（グラフ１４Ｂ）に対する垂直同期信号
を、６０Ｈｚ基準に関して固定した時に生じさせるよう
に、すなわち映像からの光がカメラ１３０に全く届いて
いないときに、カメラ１３０の垂直引戻しが始まるよう
に設定される。

採用されている映像化装置の相対的感度と露出時間を考
慮して決る、時間サイクルの中のそれぞれの部分の開光
をカメラに導くように、シャッタを設計することができ
るという事は理解できるであろう。例えば、高解像度カ
メラは低い走査速度で走査されるから、他の全てのこと
が等しければ、高解像度カメラ及び低解像度カメラに対
して同じ信号対雑音比を得るには、シャッタは高解像度
カメラへはサイクル中の小さな割合の間だけ光を導けれ
ばよい。（低解像度カメラがカラーカメラで、高解像度
カメラが白黒カメラという、提案している前記実施の態
様の場合は、低解像度カメラが受光する光は異る光成分
に対する複数の映像化装置の間で分配され、各成分は低
解像度カメラにもっと光を与えるという方向へ一部バラ
ンスをゆがめることになる。）しかし、映像化装置の感
度と相対的な開口サイズといった他の要因も加わるよう
になるのである。例えば、高解像度白黒カメラがサチコ
ンで、低解像度カメラが半導体ＣＯＤ映像化装置（サチ
コンよりずっと感度が良い）を使用している場合は、信
号対雑音比をよりよくバランスさせるように、高解像度
カメラの方へもっと光を与えたいと考えるであろう。高
解像度カメラがまたより大きい受像面を持っている（従
って与えられた光量についてより小さい単位面積当りの
光しか受けない）場合は、高解像度カメラへもっと光を
与えることは是認されるであろう。説明している実施の
態様においては、これらの要因は低解像度カメラと高解
像度カメラに対して、はぼ等しい露出時間を与えるサイ
クルをとらせている。

本発明は今まで特別の提案する実施の態様に関して述べ
てきたが、本発明の精神と範囲を越えない変形は、この
種技術に精通している者には生ずることである。例えば
、適当な等化のための遅延回路は、必要なだけ種々の実
施の態様において設けることができることは、理解でき
るであろう。

また、ここで述べた幾つかの技術のあるものは、ビデオ
記録装置の説明にも述べられているので、これらの技術
は他の種類の記憶媒体に直接表示、伝送、記録する場合
に関しても、応用されることがあることは、理解できる
であろう。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の一形式による、本発明の一形式の方法を
実施するのに使用することのできる装置の、一部模式的
なブロック図である。 図２は人間の視覚の過渡性のニューロン系と持続性ニュ
ーロン系の、空間周波数応答のグラフである。 図３は人間の視覚の過渡性のニューロン系と持続性ニュ
ーロン系の、時間周波数応答のグラフである。 図４は本発明のある実施の態様にもとづく、ビデオカメ
ラと記録装置で、本発明の一形式の方法を実施するのに
使用することのできるものの、一部模式的なブロック図
である。 図５は、図４のビデオ記録の再生用の装置の一つの実施
の態様を示すブロック図である。 図６は本発明の一形式にもとづく、ビデオカメラと記録
装置で、本発明の一形式の方法を実施するのに使用する
ことのできるものの、別の実施の態様を示す一部模式的
なブロック図である。 図７は、図７のビデオ映像化装置の画素−の重なりを示
す破断図である。 図８は図６のビデオ記録の再生用の装置の一つの実施の
態様を示すブロック図である。 図９は本発明の一形式にもとづく増強用時間的フィルタ
のブロック図である。 図１Ｏは図１に示す実施の態様に関する、改良による装
置の一部模式的なブロック図である。 図１１は図１０に示す実施の態様に用いられる、廻転可
能な反射シャッタを示す。 図１２は図１０に示す実施の態様に用いられる、光学的
エンコーダのコード化円板を示す。 図１３は図１Ｏに示す実施の態様における、同期回路、
タイミング回路及びモータ制御回路のブロック図である
。 図１４はグラフ＋４Ａ　、　１４８　、１４（：を含み
、本発明に関して述べられた実施の態様における、利用
信号の性質とシャッタの状態を説明するものである。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）次に示すものより成る、ある後継の映像を表わす
   映像信号を発生するビデオカメラ装置；第一のビデオ映
   像化装置、 第二のビデオ映像化装置。 上記光景から上記第一及び第二のビデオ映像化装置へ光
   を導く光学的手段、 比較的速い走査速度で上記第一のビデオ映像化装置を走
   査する手段、及び 比較的遅い走査速度で上記第二のビデオ映像化装置を走
   査する手段。
2. （２）前記光学的手段は事実上同一の光学像を、前記第
   一及び第二のビデオ映像化装置に導くように動作するこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）前記光学的手段は、前記光景からの光を時間的に
   交互に、前記第一のビデオ映像化装置と前記第二のビデ
   オ映像化装置とに導くように動作することを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。
4. （４）前記比較的速い走査速度は毎秒３０フレームであ
   る、前記比較的遅い走査速度は毎秒１５フレーム以下で
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第１項、第２項
   、又は第３項に記載の装置。
5. （５）前記光を導く手段は、前記第一のビデオ映像化装
   置の垂直ブランキング（帰線消去）時間を含む期間中、
   前記第二のビデオ映像化装置へ光を導くように適用され
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第４項
   までの何れにも記載されている装置。
6. （６）前記第一及び第二のビデオ映像化装置の出力成分
   を組合せる手段をも含むことを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項から第５項までの何れにも記載の装置。
7. （７）前記第一及び第二の映像化装置の出力を伝送する
   手段をも含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   から第６項までの何れにも記載の装置。
8. （８）前記第一及び第二の映像化装置の出力を記録する
   手段をも含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   から第６項までの何れにも記載の装置。
9. （９）前記第二のビデオ映像化装置は、前記第一のビデ
   オ映像化装置よりも高い空間的解像度を有することを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項から第８項までの何れ
   にも記載の装置。
10. （１０）前記ビデオ映像化装置は、それぞれの光受感面
    上に事実上同じ像を受けるよう配置され、上記ビデオ映
    像化装置の片方の映像が、上記ビデオ映像化装置のもう
    一方の映像に関して、対角線方向に一画素分だけずらさ
    れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項から
    第９項までの何れにも記載の装置。
11. （１１）前記第一のビデオ映像化装置はカラーＴＶカメ
    ラより成り、前記第二のビデオ映像化装置は白黒ＴＶカ
    メラより成ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
    から第１０項までの何れにも記載の装置。
12. （１２）前記カラーＴＶカメラを走査する前記手段は、
    上記カラーＴＶカメラ飛越走査する手段から成り、前記
    白黒ＴＶカメラを走査する前記手段は、上記白黒ＴＶカ
    メラを漸進走査する手段から成ることを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項から第１１項までの何れにも記載の
    装置。
13. （１３）人間の眼が最大の応答をする時間的周波数範囲
    において、時間的応答を増強した時間的フィルタにより
    、前記第一のビデオ映像化装置の出力を、時間的にフィ
    ルタリングする手段をも更に含むことを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項から第１２項までの何れにも記載の
    装置。
14. （１４）下記の各ステップより成る、ある光景の像を表
    す映像信号を発生する方法； その光景からの光を、第一及び第二のビデオ映像化装置
    に、これらが事実上同じ光学像を受光するように導くス
    テップ、 第一のビデオ映像化装置を比較的速い速度で捜査するス
    テップ、及び 第二のビデオ映像化装置を比較的遅い速度で走査するス
    テップ。
15. （１５）すくなくとも二つの記録チャンネルを有するビ
    デオ記録装置と関連して使用するため、下記のステプよ
    り成る、ある光景の像を表す映像信号を記録する方法； その光景からの光を白黒ＴＶカメラとカラーＴＶカメラ
    に、この二つのカメラが事実上同じ光学像を受光するよ
    うに導くステップ、 白黒ＴＶカメラを比較的遅い速度で走査するステップ、 カラーＴＶカメラを比較的速い速度で捜査するステップ
    、 上記カラーＴＶカメラからの輝度成分信号を蒸気記録装
    置の記録チャンネルの一つに記録するステップ、 上記白黒ＴＶカメラの出力を、上記カラーＴＶカメラか
    らの色成分信号と組合せて組合せ信号を得るステップ、
    及び この組合せ信号を上記ビデオ記録装置の別のチャンネル
    に記録するステップ。
16. （１６）前記白黒ＴＶカメラを走査する前記ステップは
    、上記白黒ＴＶカメラを漸進走査（非飛越し走査）する
    ことから成り、前記カラーＴＶカメラを走査する前記ス
    テップは、上記カラーＴＶカメラを飛越走査することか
    ら成ることを特徴とする、特許請求の範囲第１５項に記
    載の方法。
17. （１７）次に示すものから成る、ある光景の像を表す映
    像信号を発生する、ビデオカメラ装置；第一、第二、第
    三、及び第四の映像化装置。 上記光景からの光をこれらの映像化装置が事実上同じ像
    を受光し、上記第三及び第四のビデオ映像化装置がその
    像の異る色成分光を受け、上記第一のビデオ映像化装置
    上の像が、上記第二のビデオ映像化装置上の像に関して
    、対角線方向に一画素一分だけずらされているように、
    上記ビデオ映像化装置の全てに導く光学的手段、 上記第一のビデオ映像化装置を比較的速い速度で走査す
    る手段、及び 上記第二、第三、第四のビデオ映像化装置を比較的遅い
    速度で走査する手段。
18. （１８）前記第一のビデオ映像化装置の出力を、ビデオ
    記録装置の一つのチャンネルに記録する手段、並びに、
    前記第二、第三及び第四のビデオ映像化装置の出力を組
    合せて組合せ信号を得、上記組合せ信号を上記ビデオ記
    録装置の第二のチャンネルに記録する手段を、前記の他
    に含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１７項に記
    載の装置。
19. （１９）次のものから成る、入力映像信号の複数のフレ
    ームを受信し、時間的に映像信号を処理する装置； 直列に接続された、少なくとも三つのフレーム記憶装置
    の列、 上記映像信号を上記直列記憶装置列の最初のフレーム記
    憶装置に与える手段、 少なくとも四つの重みを付した入力を有する組合せ回路
    、 上記フレーム記憶装置の出力と上記入力映像信号を上記
    組合せ回路に加え、上記フレーム記憶装置出力の少なく
    とも二つは負の重みをつけられ、上記フレーム記憶装置
    出力の少なくとも幾つかは正の重みをつけられるように
    する手段、及び上記フレーム記憶装置の列における記憶
    装置の数、及び上記組合せ回路の重みづけは、人間の眼
    が最大の応答性を有する時間的周波数範囲において、上
    記組合せ回路の出力が上記入力映像信号に比べて、その
    時間的応答が増強されるように選択されていること。
20. （２０）増強された時間的応答特性は、約１０Ｈｚ前後
    の周波数範囲にあることを特徴とする、特許請求の範囲
    第１９項に記載の装置。