JP2728135B2

JP2728135B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP2728135B2
Application number: JP1038330A
Authority: JP
Inventors: 宏安大坪; 宅哉今出; 勝野田; 浩幸垂水
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH02218286A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は２行同時走査する撮像素子を用いた撮像装置
に係り、特に動画像の一瞬をフリーズした静止画像及び
画像の一部を電子的に拡大したズーム画像を出力する撮
像装置に関する。

〔従来の技術〕

ビデオカメラとVTRは小形・軽量化が進み、これらを
一体化したいわゆるビデオ一体形カメラ（ムービー）と
して、近年急速に普及率が高まつてきた。

この種のムービーでは、撮像素子として、当初撮像管
が使われていたが、小形・軽量・高信頼性・高画質等の
特長をもつLSI技術を応用した固体撮像素子が使われる
ようになり、現在では固体撮像素子が主流となつてい
る。

この固体撮像素子の１つに２行同時走査を行なうMOS
形センサがある。図８に絵素の模式図を示す。以下、動
作を簡単に説明する。

固体撮像素子では、受光部分に絵素がマトリクス状に
並び、さらに絵素の上には、色フイルタが規則的に配置
されている。

第16図はMOS撮像素子の絵素配列の一例を示す模式図
で、この例では、色白（Ｗ）フイルタ、緑（Ｇ）フイル
タ、シアン色（Cy）フイルタと黄色（Ye）フイルタが規
則的に配置されている。

撮像素子から映像信号を読み出す場合、第１フイール
ドでは、（2m＋１）番目のラインと2m番目のラインを左
から順番に絵素に蓄えられた電荷を読み出し、又、第２
フイールドでは、2m番目と（2m＋１）番目のラインの電
荷を同時に読み出す。これを２行同時走査と呼ぶ。

この走査により読み出された各色フイルタに対応した
信号は、それぞれ別端子より出力される。出力されたＷ
信号、Ｇ信号、Cy信号、Ye信号を一定比率で加減算処理
をして色信号（たとえば、Ｒ信号、Ｂ信号）及び輝度
（Ｙ）信号が生成される。たとえば、Ｙ信号は次式に示
す通り、Ｗ信号、Ｇ信号、Cy信号、Ye信号をおよそ1:1:
1:1の比率で加算して得る。

Ｙ＝（Ｗ＋Ｇ＋Cy＋Ye） −（１）ここで、Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ、Cy＝Ｇ＋Ｂ、Ye＝Ｇ＋Ｒで
あるから、（１）式は、次の様になる。

NTSC方式では、輝度Ｙ信号の合成比を R:G:B＝0.3:0.59:0.11 −（３）としており、（２）式の混合比はこれと異なる。しか
し、撮像素子でのＢの感度は、R,Gのそれに比べて低
く、実際には、混合比はNTSCのものとほぼ等しくなつて
いる。

以上により、映像信号生成に必要とする色信号と輝度
信号を、二行同時走査の固体撮像素子より得ることがで
きる。

さて、ここで、同一行の２つの絵素信号を用い、 Y₁＝（Ｗ＋Ｇ） −（４） Y₂＝（Cy＋Ye） −（５）で表わされる信号を考える。

前記説明と同様に、Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ、Cy＝Ｇ＋Ｂ、Ye
＝Ｇ＋Ｒを代入して、を得る。これらは、（２）式と同じである。これは、各
行の信号より、輝度信号をそれぞれ別々に生成できるこ
とを表わしている。すなわち、垂直方向には、通常の２
倍の走査線数を得ることができる。この様に、２行の信
号をそれぞれ別々に処理して、２つの輝度信号を得るこ
とを、輝度２行独立処理と呼ぶ。この輝度２行独立処理
を用いたものに、特開昭59−50684号公報、特開昭58−1
73989号公報がある。

上記公報記載のものでは、輝度信号Y₁,Y₂を記録する
記録手段を設け、この記録手段に記録した奇数行の輝度
信号Y₁と偶数行の輝度信号Y₂をフイールド毎に切り換え
て出力することにより、１フイールド期間の同一時刻の
情報よりフレーム画再生を可能としている。この結果、
一般のカメラで撮像した場合に起きるフレーム静止画の
２重像は発生せず、高画質のフレーム静止絵を得ること
ができる。

また、近年、半導体技術の進歩が著しく、メモリの大
容量、低コスト化が進み、さらに画像処理用の高速A/D
変換器、D/A変換器が開発され、民生機器に半導体画像
メモリを使用することができるようになつた。前記公報
に記載のものについても、記録手段として前記した半導
体画像メモリを用いることにより、容易に高画質のフレ
ーム画を得ることができる。

さらに、今後、半導体画像メモリは、ムービーにおい
ては、その他種々の用途で使われるようになると思われ
る。

この応用の１として、ズームを光学的ではなく電子的
に行なういわゆる電子ズームがある。すなわち、画像メ
モリに画像の一領域を一旦記録し、該メモリから再び呼
び出す時、水平方向、垂直方向共に、書き込み周波数よ
り低い周波数（たとえば1/2）で読み出すことにより、C
RT上に領域を拡大（周波数を1/2とすると、２倍に拡
大）するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては輝度二行独立処理により、１
フイールド期間で、通常の２倍の走査線を得て、二画像
のないフレーム静止画を実現している。

しかし、上記の（２），（６），（７）式より明らか
な様に、上述の輝度二行同時処理では、信号振幅が従来
の1/2となり、S/Nが劣化するという問題点がある。

この点については、前記の従来例では考慮されていな
い。

本発明の第１の目的は、このS/N劣化を画質劣化を少
なくして低減することにある。

又、前記の従来例は、二重像のないフレーム静止画の
実現について考慮されたものであり、上記の輝度二行独
立処理の他の応用については言及されていない。

上述の電子ズームでは、ズーム倍率に反比例して解像
度が劣化するという問題点がある。

本発明の第２の目的は、電子ズームに輝度二行独立処
理を適用して、上記解像度劣化を低減することにある。

さらに、本発明の第３の目的は、前記電子ズームの使
い勝手の向上を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、撮像素子の奇数行の信号より生成
した輝度信号Y₁と偶数行の信号より生成した輝度信号Y₂
とを加算する第１の演算手段と、輝度信号Y₁と輝度信号
Y₂との差をとる第２の演算手段と、第２の演算手段によ
り得た差信号ΔＹの雑音を低減する雑音低減手段と、第
１の演算手段により生成される和信号ΣＹと上記差信号
ΔＹを加算して上記輝度信号Y₁に対応する輝度信号Y₁′
を生成する第３の演算手段と、和信号ΣＹと差信号の差
をとり上記輝度信号Y₂に対応する輝度信号Y₂′を生成す
る第４の演算手段とを設け、この輝度信号Y₁′と輝度信
号Y₂′によりフレーム静止画を生成することにより達成
される。

又、上記第２の目的は、輝度信号処理において、撮像
素子の奇数行の信号より生成した輝度信号Y₁と偶数行の
信号より生成した輝度信号Y₂を同時に記録するメモリ
と、該メモリより時間軸交換して読み出した輝度信号
Y₁″と輝度信号Y₂″（及び輝度信号Y₁と輝度信号Y₂と演
算処理して生成した輝度信号）とを選択出力する第１の
選択手段を設け、ズーム画を生成することにより達成さ
れる。

上記第３の目的は、上記第２の目的を達成する上述の
構成による電子ズームにおいて、電子ズーム処理してい
ない映像信号と電子ズーム処理した映像信号とを選択出
力する選択手段を設け、ズーム処理前の映像信号に一領
域をズーム処理して得た映像信号を挿入し、ズーム前の
全景と、一部（たとえば、注目している被写体）をズー
ムアツプしたものの同時表示を可能とすることにより達
成される。

〔作用〕

まず、第１の目的達成手段について説明する。第１の
演算手段は、奇数行の信号より生成した輝度信号Y₁と偶
数行の信号より生成したY₂とを1:1の比で加算する。こ
の結果得られたΣＹは２行同時走査時の通常の輝度信号
Ｙそのものであり、S/Nの劣化はない。又、第２の演算
手段により生成された差信号ΔＹは雑音低減手段で画像
信号の特徴を利用して、下記の処理により、画像劣化少
なく雑音を低減する。

１）画像信号は斜め方向の信号成分は少なく、斜め方向
の情報を失つても画像劣化は少ない。上記差信号の高域
成分（斜め方向の情報を含む）を雑音と見なし、低減通
過フイルタ（LPF）により除去する。

２）雑音は信号成分に比べレベルは小さい。又、差信号
は画像信号のラインの垂直相関性により、エツジ部以外
零付近となり、雑音は零付近に集中する。よつて、差信
号に対し、零付近をベースクリツプして、雑音を除去す
る。この時、エツジ信号は多少歪むが、微小である。

第３及び第４の演算手段では、奇数行と偶数行に対応
した輝度信号Y₁′とY₂′を生成するが、これらの信号
は、S/N劣化のない輝度信号ΣＹと、雑音低減手段によ
り雑音が低減れたΔＹ′より生成されるためS/Nは改善
される。

第２の目的達成手段は、電子ズームとしては、水平及
び垂直の読み出し周波数を1/2とする２倍ズームを考え
ている。この場合、まず、水平解像度については、あら
かじめ水平の解像度劣化分を考慮して、水平の画素数を
増し、輝度の水平解像度を高めにすればい。

たとえば、水平の有効表示領域の画素数を800程度
（水平読み出し周波数:14.3MHz）とすれば、ズーム時で
も240TV本程度の水平解像度が得られる。VHS等の家庭用
VTRの再生時の輝度の水平解像度は250TV本前後であり、
これと比べ同等程度とできる。

次に、垂直解像度については、二行同時走査の前述の
撮像素子では、１水平走査当り２ラインの輝度信号Y₁及
びY₂が得られることを利用し、下記の通り、解像度劣化
を防止する。

すなわち、まず、第１のフイールドでは、一旦メモリ
に記憶した輝度信号Y₁及びY₂を再び読み出し、第１の出
力選択回路に供給する。第１の出力選択回路は、供給さ
れた輝度信号Y₁及びY₂をライン毎に出力する。この結
果、垂直方向の信号情報が従来に対し２倍密になり、解
像度劣化が少ないズーム画を得ることができる。

第３の目的達成手段では、たとえば、ズームしたい被
写体を中央部にとらえ、中央部をズーム処理した信号
と、ズーム処理前の原信号を、前記選択手段に供給す
る。選択手段では、供給されたズーム処理後の信号をあ
る領域（たとえば、画面の４角の１角）で選択して出力
し、この領域以外では、原信号を出力する。この結果、
ズーム画を原画の一部に挿入した合成信号を得られ、CR
T上において、広角の風景と注目している被写体のズー
ム画を同時に見ることができる。又、録画時には、EVF
（電子ビユーフアインダー）上で、広角の風景を同時に
見ることができるので、高倍率のズームでもとらえやす
くなり、操作性も向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロツク図であ
つて、１は固体撮像素子、２は色信号処理回路、3,4は
輝度信号処理回路、5,11,12はA/D変換器、7,18はD/A変
換器、8,15は加算回路、9,16は減算回路、17はスイツ
チ、19は固体撮像素子を駆動する駆動回路である。

さらに、同図中、固体撮像素子の同一行の絵素信号の
出力端子は、まとめて20,21と番号を付け、各行の信号
もまとめてS1,S2と示してある。

ここで、S1は奇数行の信号、S2は偶数行の信号であ
る。たとえば、第８図に示した撮像素子においては、Ｗ
信号、Ｇ信号が信号S1であり、Cy信号、Ye信号が信号S2
である。この第１の実施例は前述の第１の目的を達成す
るものであり、２重像のないフレームスチル画の輝度S/
Nの改善が目的である。以下動作について説明する。

まず、駆動回路19より撮像素子１に各駆動パルスが供
給される。撮像素子１では、駆動パルスにより水平及び
垂直走査を行ないながら各絵素から信号を読み出し、信
号S1,S2をそれぞれ出力して色信号処理回路２及び輝度
信号処理回路3,4に供給する。色信号処理回路２では、
供給された絵素信号S1,S2から赤（Ｒ）信号、青（Ｂ）
信号、緑（Ｇ）信号等を生成して、さらにこれらＲ信
号、Ｂ信号、Ｇ信号を処理して色差信号（Ｒ−Ｙ）、
（Ｂ−Ｙ）（以後、あわせて単にＣ信号と呼ぶこともあ
る。）を生成してA/D変換器５に供給する。このＣ信号
は、A/D変換器でデジタル信号に変換され、一旦ある１
フイールド分が色信号用メモリ６に記録される。この色
信号用メモリ６に記録されたＣ信号は、再びメモリより
読み出されてD/A変換され、色差信号（Ｒ−Ｙ）′、
（Ｂ−Ｙ）′が出力される。

一方、輝度信号処理３及び４では、それぞれ供給され
た信号S1及びS2から輝度信号Y₁とY₂が生成され、加算回
路８と減算回路９に供給される。

加算回路８と減算回路９では、供給された輝度信号Y₁
とY₂から、それぞれにおいて、２つの輝度信号の和をと
つた和信号ΣＹ（＝Y₁＋Y₂）と、２つの輝度信号の差を
とつた差信号ΔＹ（＝Y₁−Y₂）とを生成して、和信号Σ
ＹはA/D変換器へ、又差信号ΔＹは雑音低減回路へ供給
される。雑音低減回路10では、差信号ΔＹの雑音低減を
行なう。

第２図は第１図における雑音低減回路の具体例を示す
ブロツク図である。まず、第２図（ａ）は、雑音低減回
路10を低減通過フイルタ（以下LPFと呼ぶ）で構成した
ものであり、同図24に示す低減通過特性（しや断周波数
f_cはたとえば1.5MHz程度）をもつLPFで差信号ΔＹの高
域雑音を取り除く。第２図（ｂ）は、雑音低減回路10を
入出力特性25をもつベースクリツプ回路で構成し、差信
号の微小振幅領域Ａ（たとえば、最大定格振幅の３％以
下）を雑音とみなし、除去する。第２図（ｃ）は、雑音
低減回路を上記LPFとベースクリツプ回路で構成し、周
波数領域及び振幅領域の両面で雑音を低減する。ここ
で、雑音と共に、信号成分も失なうが、前述した通り、
失なう信号成分はわずかであり、画質劣化はほとんどな
い。雑音低減された差信号は、第１図のA/D変換器12に
供給される。A/D変換器11,12では、それぞれ供給された
信号をデイジタル化し、さらに輝度信号用メモリ13及び
14では、前述のＣ信号がメモリに記録したフイールド期
間と同一のフイールド期間に、供給された信号を記録す
る。次に、前述した色信号用メモリ６からのＣ信号の読
み出しと同期して、輝度信号用メモリ13,14より信号を
読み出し、この読み出した信号（ΣＹ）′、（ΔＹ）′
を、それぞれ加算回路15及び減算回路16に供給する。加
算回路15及び減算回路16では、それぞれ次式で表わされ
る加算処理及び減算処理を行なつて、Y₁′及びY₂′を生
成する。

Y₁′とY₂′は、さらにスイツチ17に供給される。スイ
ツチ17では、第１フイールドでY₁′を、第２フイールド
でY₂′を選択、かつ出力し、7D/A変換器18へ供給する。
D/A変換器18では、供給された信号をアナログ信号に変
換して、輝度信号Ｙを出力する。

以上、色信号用メモリ６としてはフイールドメモリ
を、又輝度信号用メモリ13,14としてはフレームメモリ
を用いるシステムについて述べたが、色信号について
も、前述の公知列（特開昭58−173989号公報）に述べら
れている様に、ライン遅延線等を用いれば、フレーム化
可能である。しかし、色信号については、元来さほど解
像度を必要とせず、一般にフイールドメモリを用い、第
1,第２フイールドで同一の信号（又は内挿した信号）を
出力するシステムで十分である。

以上、述べてきた様に、本実施例によれば、輝度解像
度劣化が少なく、又、１フイールド期間の信号よりフレ
ーム画を生成するため２重像が生ぜず、本発明の目的で
あつた輝度S/N劣化防止も実現している。

第３図は、本発明の第２の実施例を示すブロツク図で
あつて、第１の実施例と同一の機能をもつものは、同一
の記号を付け、説明を省略する。

本実施例が第一の実施例と異なる点は、A/D変換器11,
12の設置位置である。第一の実施例では、A/D変換は加
算回路８及び雑音低減回路10の後で行なつたが、本実施
例では、輝度信号処理回路3,4の直後で行なつている。

この結果加算回路８、減算回路９、雑音低減回路10
は、デジタル信号処理回路となる。しかし、基本動作は
全く同じであり、効果も第１の実施例と同じとなる。

基本的には、A/D変換、D/A変換は、どこで行つても効
果には関係なく、それぞれメモリの前後にあればよい。
たとえば、輝度信号処理3,4の前でもよい。

第４図は、本発明の第３の実施例のブロツク図であつ
て、本実施例は、第２の実施例に対して、加算回路15と
演算回路16による処理を、輝度信号用メモリ13及び14の
前で行なう様にした点が異なる。

この結果、輝度信号用メモリ13及び14には、和信号Σ
Ｙ及び差信号ΔＹでなく、雑音低減された２つの輝度信
号が記憶されることになる。しかし、基本的な動作は変
らず、第２の実施例と同様の効果が得られる。

第５図は本発明の第４の実施例を示すブロツク図であ
つて、本実施例は、第２の実施例において、前述の目的
に加え、さらにメモリ容量の低減を目的として、PCM（P
ulse Code Moduration）を適用したものである。

本実施例では、第４図に示す様に、雑音低減回路10と
輝度信号用メモリ14の間にPCMエンコーダを、又輝度信
号用メモリ14と加算回路15及び減算回路16の間にPCMデ
コーダを挿入している。

第６図，第７図はPCMエンコーダとPCMデコーダを総合
した入出力特性の一例を示す特性図である。

第６図において、差信号ΔＹが大きいほど、段調差が
大きくなる様にしている。これが変化量が少ない所ほ
ど、段調差が目だち、変化量が大きい所（エツジ部）で
は、段調差がわかりにくいという人間の目の特性を生か
したものである。

この非線化により信号のビット数を減らし、メモリ容
量低減が実現できる。又、さらに、PCMの総合入出力特
性を第７図に示す様な特性とすれば、ベースクリツプ特
性をもち、前述したベースクリツプ回路によりなる雑音
低減回路10の機能をもたせることができ、この分回路を
簡単化できる。

第８図は本発明による第５の実施例を示すブロツク図
であつて、本実施例は、前述の第２の目的である「解像
度劣化の少ないズーム画の実現」を達成するものであ
る。

以下、本実施例の動作を説明する。ただし本実施例に
おいて、A/D変換器5,11,12までの処理は第２の実施例と
同様であるから説明を省略する。

同図において、色信号処理回路２で生成された色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−ＹはA/D変換器５でデイジタル信号に変
換され、色信号用メモリ６に記録される。又、輝度信号
処理回路３及び４において、それぞれ撮像素子の奇数行
・偶数行の信号より生成される輝度信号Y₁及びY₂は、A/
D変換器11,12によりデイジタル化され、輝度信号用メモ
リ13,14に記録される。ここで、ズーム画を動画とする
には、色信号用メモリ６及び輝度信号用メモリ13,14
が、書き込みと読み出しが同時にできる必要がある。こ
れは、入力用及び出力用にそれぞれ独立にもついわゆる
デユアルポートRAM（Randon Access Memory）を用いる
ことにより実現できる。

メモリに書き込むデータは、一般には、ズームを行な
う領域のデータだけで良い。しかし、ズーム中に静止画
出力モードとして、さらに、ズームを解除して全画面の
静止画出力を可能とするには画面の全領域のデータを常
に記録する必要がある。メモリよりデータを読み出す場
合、色差信号、輝度信号どちらも水平方向においては、
書き込み周波数の半分の周波数で読み出し、垂直方向に
おいては、同一行を２回ずつ読み出す。

色信号用メモリから読み出した色差信号は、D/A変換
７に供給される。D/A変換器７では、供給された信号を
アナログ信号に変換して、色差信号（Ｒ−Ｙ）′、（Ｂ
−Ｙ）′を出力する。輝度信号用メモリ13,14から読み
出された輝度信号は、スイツチ17に供給される。スイツ
チ17では、供給された２つの輝度信号を水平走査前に交
互に選択しかつ出力してD/A変換器18に供給する。D/A変
換器18では、供給された信号をアナログ信号に変換し、
輝度信号Ｙ′を出力する。

第10図は本実施例によつて生成した映像信号をCRT上
で表示した時の模式図である。

同図において、（ａ）は各水平走査で表示される輝度
信号を、又、（ｂ）は同じく各水平走査で表示される色
信号をそれぞれ示したものである。Y₁,m,Y₂,そは固体撮
像素子の上から（2m−１）番目と（2m）番目の行より得
た輝度信号の一部を水平方向に拡大したものであり、さ
らに、C_mは（2m−１）番目と（2m）番目の行の絵素信
号、C_m′は（2m）番目と（2m＋１）番目の絵素信号より
生成した色差信号の一部を水平方向に拡大したものであ
る（ただし、ｍ＝1,2,3,4………）。

なお、図中、実線は第１フイールドによる走査を、点
線は第２フイールドの走査を表わす。色信号について
は、従来技術によるズームの場合と変わらないが、これ
に比べ輝度信号については、各フイールドにおいて解像
度が２倍となつている様子が10図よりよくわかる。すな
わち、本実施例によれば、ズーム時の輝度信号の解像度
の劣化を抑えることができる。

第９図は本発明による第６の実施例を示すブロツク
図、第11図は被写体とそのズーム画面の模式図であつ
て、今、前記の第４の実施例で、第11図（ａ）に示す様
に斜め方向の輝度エツジをもつ被写体を撮像し、電子ズ
ームを行なつたとすると、CRT上では、第11図（ｂ）に
示す様に、多少なめらかさに欠く絵が表示される。又、
多少見え方が異なるが、同様の現象が色エツジにおいて
生じる。

第９図に示した第６の実施例では、上記第５の実施例
において、この現象を解決したものである。

第９図において、31,33は加算回路、29,30,32は係数
乗算回路である。

本実施例では、前述した第４の実施例において起きる
斜めエツジの不自然さを取り除くため、輝度信号及び色
信号について水平走査ラインの内挿処理を行なう。

以下、この内挿処理について説明する。

まず、輝度信号は、１フイールドだけについては走査
線の本数は足りているので、第１フイールドでは内挿処
理を行なわず、第２フイールドのみについて行なう。ス
イツチ17には、輝度信号用メモリ13及び14それぞれから
読み出す輝度信号Y₁及びY₂を、Y₁とY₂が供給される加算
回路31で加算処理した後、係数乗算回路で1/2倍されて
生成された輝度信号Ｙ′ とが供給される。スイツチ17は、第１フイールドでは、
第４の実施例と同様にしてY₁とY₂をライン毎に交互に選
択して出力して、又、第２フイールドでは、上記Ｙ′を
選択して出力する。ここで第２フイールドでは、輝度信
号用メモリ13,14から信号を読み出す時、垂直方向のア
ドレスはライン毎に交互にカウントアツプされる。

第12図は内挿処理の模式図であつて上記の結果、CRT
上では、第13図（ａ）に示す様に輝度信号は内挿化さ
れ、輝度の斜めエツジはなめらかになる。

次に、色信号の内挿について第12図を参照して説明す
る。

色信号は、得られる走査線が輝度信号の半分しかない
ので、第１フイールド、第２フイールドどちらにおいて
も内挿化する。色信号用メモリ６からは、常に相隣り合
う２つのラインのデータを読みだし、それぞれ係数乗算
回路29及び30に供給する。係数乗算回路29,30では、供
給された色差信号をそれぞれＫ倍、（１−Ｋ）倍（０
Ｋ１）した後、加算回路33に供給する。加算回路33で
は、供給された信号を加算しD/A変換器７に供給する。D
/A変換器７では、供給された信号をアナログ信号に変換
し、（Ｒ−Ｙ）′信号、（Ｂ−Ｙ）′信号を出力する。
ここで上記係数Ｋは、走査線ごとに変え、この結果の斜
めエツジがなめらかに再現される。色信号の内挿列を示
す第12図（ｂ），（ｃ）において同図（ｂ）の内挿例で
は、第１フイールド、第２フイールド共同様の処理を行
なつており、ｌ＋2n＋１ライン（ｎ＝0,1,2,………、第
２フイールドでは、ｌ＋2n＋１ライン）ラインの信号が
上・下のラインの信号で内挿されている。この結果、斜
めエツジの不自然さはかなり改善される。しかし、撮像
素子１は、２行同時読み出しとともに、CRT上でインタ
ーレース走査するため擬似インターレース走査を行なつ
ているので、1/2Hだけ垂直方向に重心がずれ、第１フイ
ールドのｌ′＋１ラインと第２フイールドのｌ′ライン
との重心は一致し、輝度信号の内挿走査前と同程度の不
自然差が生じることが考えられる。

第12図（ｃ）に示した内挿法では、上述の擬似インタ
ーレースを考慮し、さらに第１フイールドと第２フイー
ルドの内挿処理を変え、この不自然さも解決している。
すなわち、第２フイールドでは、重心を第12図（ｂ）の
例に対し1/2H分だけずれる様に、第12図（ｂ）にｌ′ラ
インと、（ｌ′＋１）ラインの平均をとつた信号を、
ｌ′ラインの信号として出力している。たとえば、ｎ′
ラインに走査される信号は、となる。この結果、完全に色エツジの不自然さも完全に
除去できる。

第13図は本発明による第７の実施例を示すブロツク図
で、第14図は第13図の構成により得られる画面の模式図
である。

本実施例は前述した本発明の第３の目的を達成するた
めのものである。

同図において、35,36はスイツチ、37は加算回路、38
は係数乗算回路であり、図中、前述した実施例と同様の
動作を示すものについては同一の番号を付け、１部の説
明は省略する。

以下、前述した実施例と異なる点について説明する。

まず、色信号処理回路２、輝度信号処理回路3,4まで
は前述の第２の実施例と同様である。色信号処理回路２
より出力された色信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）は、スイ
ツチ35及びA/D変換器５に供給され、輝度信号処理回路
1,2より出力された輝度信号Y₁とY₂は、加算回路37及びA
/D変換器11,12に供給される。

加算回路37では、供給された２つの輝度信号Y₁,Y₂を
加算し、加算後の信号を係数乗算回路38に供給する。係
数乗算回路38では、供給された信号を1/2倍した後、こ
の輝度信号Ｙを、スイツチ36に供給する。A/D変換器15,
11,12では、供給された色差信号と輝度信号Y₁,Y₂をデイ
ジタル信号に変換し、それぞれ、色信号用メモリ６、輝
度信号用メモリ13,14に供給する。各メモリ6,13,14で
は、一部の領域、たとえば第14図中39の領域を一旦記録
し、さらにこのメモリより第４の実施例で説明したと同
様の読み出し方によりズーム処理をして、ズーム処理後
の色差信号と輝度信号を、それぞれD/A変換器７と18に
よりアナログ信号に変換した後、それぞれスイツチ35及
び36に供給する。スイツチ35及び36では、ズーム処理さ
れていない色差信号及び輝度信号と、D/A変換器より供
給されたズーム処理した色差信号及び輝度信号を切り換
え出力する。こうして、たとえば、第14図に示す様に、
ズーム処理後の映像（図中40で示す）とズーム処理前の
映像39とを、同一CRT上の表示する。

以上、本実施例によれば、映像の一部に、その映像上
のズーム処理したい被写体のズーム部分を同一CRT上に
表示でき、被写角を狭くしないで、ズーム画を撮ること
ができる。この結果、前述した様に操作性を向上でき
る。

以上、前述した本発明の第１〜第３の目的をそれぞれ
個別に達成する実施例について述べたきた。しかし、第
１の目的の達成手段は、同じく輝度２行独立処理を用い
る第2,第３の目的を達成する実施例にも適用することが
でき、又、第２の目的達成手段は、当然第３の目的達成
する実施例にも適用できる。

したがつて、最後に、前述した目的のいくつかを同時
に達成する手段の一例を説明する。

第15図は本発明の第８の実施例を示すブロツク図で、
本発明の第1,第２及び第３の目的を同時に実現する実施
例である。

同図において、各部の動作については、前記実施例と
同一の記号を付け、ここでは説明は詳細する。

なお、同図において、A/D変換器５、加算回路15及び
減算回路17までの処理は、前記第３の実施例と、色信号
用メモリ６からD/A変換器７までの処理と輝度信号用メ
モリ13及び14からD/A変換器18までの処理は、前記第６
の実施例と、さらに、加算回路37、係数乗算回路38、ス
イツチ35,36の処理は、第７の実施例と同じとなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、（１）二行目同時操作でかつ各行の信号を独立に出力で
きる固体撮像素子を用い、同一フイールド期間の信号よ
りフレームスチル画を生成し、かつ、雑音低減処理によ
りS/N劣化も防止でき、ブレがなく高画質のフレーム静
止画を実現できる。

（２）二行同時走査形の固体撮像素子によつて通常の２
倍の行数の輝度信号を得ることができることを利用し、
垂直解像度劣化が少なくズームを実現できる。

（３）ズーム処理前の画像と処理後の画像を同一画面表
示可能とすることで、使い勝手がよいズーム機能を実現
できる。

など、前記従来技術の欠点を除いて、優れた機能の撮
像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロツク図、第２
図は第１図における雑音低減回路の具体例を示すブロツ
ク図、第３図は本発明の第２の実施例を示すブロツク
図、第４図は本発明の第３の実施例を示すブロツク図、
第５図は本発明の第４の実施例を示すブロツク図、第６
図と第７図はPCMエンコーダとPCMデコーダを総合した入
出力特性図、第８図は本発明の第５の実施例を示すブロ
ツク図、第９図は本発明による第６の実施例を示すブロ
ツク図、第10図は第６の実施例によつて生成した映像信
号をCRT上に表示した時の模式図、第11図は被写体とそ
のズーム画面の模式図、第12図は内挿処理の模式図、第
13図は本発明の第７の実施例を示すブロツク図、第14図
は第７の実施例の構成により得られる画面の模式図、第
15図は本発明の第８の実施例を示すブロツク図、第16図
はMOS撮像素子の絵素配列の一例を示す模式図である。１……固体撮像素子、２……色信号処理回路、3,4……
輝度信号処理、5,11,12……A/D変換器、６……色信号用
メモリ、7,18……D/A変換器、8,15,31,33,37……加算回
路、9,16……減算回路、10……減音低減回路、13,14…
…輝度信号用メモリ、26……DCMエンコーダ、27……PCM
デコーダ、29,30,32,38……係数乗算回路。

フロントページの続き (72)発明者野田勝神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者垂水浩幸神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地日立ビデオエンジニアリング株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絵素配列の相隣り合う奇数行と偶数行を同
時に読み出し各行の信号を分離して出力する二行同時走
査形固体撮像素子と、該固体撮像素子から出力される奇
数行の信号より第１の輝度信号を生成する第１の輝度信
号処理手段と、該固体撮像素子から出力される偶数行の
信号より第２の輝度信号を生成する第２の輝度信号処理
手段とを具備し、前記第１の輝度信号と前記第２の輝度
信号を処理して映像信号を出力する撮像装置において、前記第１の輝度信号と前記第２の輝度信号の和信号を生
成する第１の演算処理手段と、前記第１の輝度信号と前記第２の輝度信号との差をと
り、第１の差信号を生成する第２の演算処理手段と、前記第１の差信号の雑音を低減することにより、第２の
差信号を生成して出力する雑音低減手段と、前記和信号と前記第２の差信号とを加算して前記第１の
輝度信号に相当する第３の輝度信号を生成する第３の演
算処理手段と、前記和信号と前記第２の差信号との差信号をとり、前記
第２の輝度信号に相当する第４の輝度信号を生成する第
４の演算処理手段とを設け、前記第３の輝度信号と前記第４の輝度信号を処
理して映像信号を出力する様に構成したことを特徴とす
る撮像装置。
【請求項２】請求項１において、前記雑音低減手段は、前記第１の差信号の高域雑音を除
去する低域通過フィルタ手段で構成されることを特徴と
する撮像装置。
【請求項３】請求項１において、前記雑音低減手段は、前記第１の差信号の絶対値が一定
しきい値以上の時リミットして出力するベースクリップ
手段で構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】請求項１において、前記雑音低減手段は、前記第１の差信号の高域雑音を除去する低域通過フィル
タ手段と、前記第１の差信号の絶対値が一定しきい値以上の時リミ
ットして出力するベースクリップ手段とを具備し、前記第１の差信号の高域雑音を除去し、さら
に絶対値が一定しきい値以上の時リミットする様に構成
したことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】絵素配列の相隣り合う奇数行と偶数行を同
時に読み出し、各行の信号を分離して出力する二行同時
走査形固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力され
る奇数行の信号より第１の輝度信号を生成する第１の輝
度信号処理手段と、該固体撮像素子から出力される偶数
行の信号より第２の輝度信号を生成する第２の輝度信号
処理手段と、該固体撮像手段より出力される走査中の二
行の信号より第１の色信号を生成する色信号処理手段と
を具備する撮像装置において、前記第１の輝度信号処理手段より出力される前記第１の
輝度信号を書き込み、その読み出し時に水平方向，垂直
方向とも書き込み時の1/2の周波数で行なうことによ
り、前記第１の輝度信号を時間軸交換した第５の輝度信
号を出力する第１の記憶手段と、前記第１の記憶手段と同様にして、前記第２の輝度信号
処理手段より出力される前記第２の輝度信号を時間軸交
換した第６の輝度信号を出力する第２の記憶手段と、前記第１の色信号を書き込み、その読み出し時に水平，
垂直とも書き込み時の1/2の周波数で相隣り合う二行の
信号を読み出すことにより、前記第１の色信号を時間軸
交換した第2,第３の２つの色信号を出力する第３の記憶
手段と、前記第５の輝度信号と前記第６の輝度信号を1:1の比で
加算した第７の輝度信号を生成する第５の演算処理手段
と、前記第５の輝度信号と前記第６の輝度信号と前記第７の
輝度信号を入力として、第１のフィールドにおいて前記
第５の輝度信号と前記第６の輝度信号を行毎に交互に出
力し、第２のフィールドにおいては前記第７の輝度信号
を出力する信号選択手段と、前記第２の色信号と前記第３の色信号をK:〔１−Ｋ〕
（０≦Ｋ≦１、Ｋはフィールド毎及びライン毎に可変）
の比で加算する第６の演算処理手段とを具備し、前記信号選択手段より出力される前記第７の
輝度信号と前記第６の演算処理手段より出力される色信
号とにより、一部の領域を拡大表示可能に構成したこと
を特徴とする撮像装置。