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JP3869870B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

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JP3869870B2 JP16421995A JP16421995A JP3869870B2 JP 3869870 B2 JP3869870 B2 JP 3869870B2 JP 16421995 A JP16421995 A JP 16421995A JP 16421995 A JP16421995 A JP 16421995A JP 3869870 B2 JP3869870 B2 JP 3869870B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、CCD(電荷結合素子)等の撮像素子を用いたカラービデオカメラ等の映像信号処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来例を図7に示す。固体撮像素子101では図4のようにインターレース走査の偶数フィールド用、奇数フィールド用それぞれ独立に補色の色フィルタが配置され、図中のVOUTIからはYe、Cyがそれぞれ一画素おきに、VOUT2からはMg、Gがそれぞれ一画素おきに読み出される。
これら2系統の信号はサンプルホールド回路102、103でサンプルホールドされ、AGC回路104、105で自動利得調整を行った後、AD変換器106、107でAD変換されてディジタル信号となる。AD変換器106、107の出力はそれぞれテレビ信号の1水平期間(以下、1Hと記す)分の容量を有するメモリ109、110により遅延されると共に、加算器108で加算される。メモリ109、110の出力は加算器111により加算され、この加算演算により輝度信号を生成する。
【0003】
加算器108、111の出力はそれぞれ低域通過フィルタ112、113で色キャリアが除去される。低域通過フィルタ113の出力はさらに1H分の容量を有するメモリ114で遅延される。低域通過フィルタ112、113の出力とメモリ114の出力とは連続する3Hの輝度信号を形成している。これらの連続する3Hの信号はアパーチャ補正回路100において、高域通過フィルタ115で高域成分が抽出され、ベースクリップ回路117でノイズ成分が除去されることにより、垂直方向のアパーチャ信号となる。また、低域通過フィルタ113の出力は高域通過フィルタ116で高域成分が抽出され、ベースクリップ回路118でノイズ成分が除去されることにより、水平方向のアパーチャ信号となる。これらの垂直、水平方向のアパーチャ成分は加算器119で加算された後、ゲインコントロール回路120で信号レベルを調節することにより、ディテール信号(DTL)となる。
低域通過フィルタ113の出力とディテール信号(DTL)は不図示の遅延器により、位相を合わせた後、加算器121により加算されてアパーチャ補正を実現する。
【0004】
アパーチャ補正を実現した輝度信号はニー回路122で高輝度成分のゲインを抑圧され、ガンマ補正回路123でガンマ補正を施した後、ブランキング付加回路124でブランキング信号を付加する。さらに、DA変換器125でDA変換されてアナログ信号となり、低域通過フィルタ126を経てビデオ輝度信号YOUTとなる。
【0005】
一方、メモリ109、110の出力は同時化・補正回路127に送られてCCDの各色成分が同時化される。これらの成分は、それぞれ低域通過フィルタ128〜131で折り返し成分の除去を行う。さらに、行列演算回路132において、
【0006】
【数1】
Figure 0003869870
【0007】
によりRGB成分を得る。これらのRGB成分は、ホワイトバランス回路(WB)内の乗算器133、134でG成分を基準にしてゲイン調整を施し、ホワイトバランスをとる。ホワイトバランスをとったRGB成分は、ゲインコントロール回路120の出力であるディテール信号(DTL)を、それぞれ加算器135、136、137で足し合わせRGBの高域を強調する。
これらの信号は、ニー回路138〜140で高レベル成分のゲインを抑圧し、ガンマ補正回路141〜143でガンマ補正を行う。次に、行列演算回路144で
【0008】
【数2】
Figure 0003869870
【0009】
により、色差信号R−Y、B−Yを生成する。色差信号は色相補正回路145で色相を補正し、低域通過フィルタ146、147で後の変調に適するように高域をカットしておく。次に、変調回路148で変調及びバースト信号の付加を行い、D/A変換器149でアナログ信号に戻し、低域通過フィルタ150を経てビデオ色信号COUTとなる。
【0010】
ニー回路138〜140の出力及びガンマ補正回路141〜143の出力はそれぞれセレクタ151〜153に送られ、ブランキング付加回路154〜156でブランキング信号を付加することにより、ディジタル赤信号ROUT、ディジタル緑信号GOUT、ディジタル青信号BOUTとなる。これらのディジタル出力は不図示のコンピュータ、プリンタ等のマルチメディア機器に入力される。これらのマルチメディア機器のガンマ補正の要不要に応じて、セレクタ151〜153の入力を切り替える。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、CCDの各色成分を同時化する際に前値補間を行い、その後に行列演算を行ってRGB成分を得ているため、水平方向の帯域が狭い。これは、変調してアナログ信号に戻した後、TVモニタに出力する際には問題ないが、ディジタルRGB出力をコンピュータ、プリンタ等のマルチメディア機器の画面上に表示すると、十分な解像度が得られず、なおかつ色にじみをおこしてしまうという欠点があった。このような解像度の低下や色にじみは特に静止画において顕著である。
そこで本発明の目的は、動画と静止画とで色信号処理を切り換えることにより、マルチメディア機器で表示する際の高画質化を実現することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像信号処理装置は、撮像手段から出力されたインターレース走査による奇数フィールド及び偶数フィールドの映像信号に対して所定の処理を施す映像信号処理装置であって、前記奇数フィールド映像信号の第1色信号を含むライン内の色信号を使用して、前記第1色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第1色信号とは異色の第2色信号を新たに生成し、前記第1色信号とともに前記新たに生成した第2色信号を同じタイミングで出力する第1補間手段と、前記奇数フィールド映像信号の第1色信号をフィールドメモリにより遅延させるとともに、次の偶数フィールド映像信号に含まれる色信号を使用して、前記第1色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第1色信号とは異色の第2色信号を新たに生成し、前記第1色信号とともに前記新たに生成した第2色信号を同じタイミングで出力する第2補間手段と、前記フィールドメモリにより1フィールド期間の間互いに隔てられた奇数フィールド映像信号と偶数フィールド映像信号とに基づいて前記奇数フィールド映像信号の動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出手段により動きが検出された場合は前記第1補間手段から出力された第1及び第2色信号を選択し、前記動き検出手段により動きが検出されなかった場合は前記第2補間手段から出力された第1及び第2色信号を選択し、選択した第1及び第2色信号を前記所定の処理で使用するために出力する選択出力手段とを備える。
【0013】
本発明の映像信号処理装置の他の態様は、前記所定の処理として第1及び第2色信号を使用して行列演算処理を行い、第3色信号を出力する演算処理手段をさらに備える。
【0014】
【作用】
本発明は前記技術手段よりなるので、撮像手段の各色成分の同時化とともに映像信号の動きに応じた最適な補間処理を行うことにより静止画及び動画の両方に関して適切な解像度の映像信号を得ることができる。
【0016】
【実施例】
本発明の実施例は、図1に示す概念に基づいて構成されている。図1において、固体撮像素子1から読みだされた2系統の信号はそれぞれAD変換器2、3でAD変換されてディジタル信号となる。これらのディジタル信号は、色信号処理回路4及び輝度信号処理回路5でそれぞれ処理を施される。また、2系統の信号はフィールドモリ6でTV信号の1フィールド期間遅延され、遅延されていない信号と信号合成回路8、9で同時化される。これらの同時化された信号から色信号処理回路4の中の行列演算回路10でRGB信号を生成する。
一方、動き検出手段7では1フィールド期間の動きを検出し、その画像が動画であるか静止画であるかに応じて色信号処理回路4を制御する。
【0017】
次に本発明の第1、第2の実施例を図2、図5を用いて説明する。尚、図2、図5においては図4及び互いに実質的に対応する部分には同一符号を付して構成、動作に関する重複する説明は省略する。
図2は第1の実施例を示すもので、図7の回路にフィールドメモリ157と選択回路158と動き検出回路159とを追加したものである。
【0018】
次に上記構成による動作について説明する。
メモリ109、110で1H遅延した信号はフィールドメモリ157で1フィールド期間遅延された後、図4のoddで示すデータとevenで示すデータが同時に選択回路158に送られる。この選択回路158の構成例を図3に示す。
【0019】
図3において、図2の低域通過フィルタ128〜131の出力は信号201〜204、フィールドメモリ157の出力は信号205、206、1Hメモリ109、110の出力は信号207、208に対応する。
信号205、206と207、208との間には1フィールドの位相差があるので、信号205、206が図4の第nラインであるとき、信号207、208は第n+263ラインに相当する。
信号205、207はセレクタ209、210に送られる。このとき、信号205、207ではYe、Cyの位相がずれているので、1画素ごとにセレクタ209、210を切り換えて、セレクタ209の出力にYe成分が、セレクタ210の出力にCy成分が得られるようにする。セレクタ209、210の出力には第nラインのデータと第n+263ラインのデータが交互に現れる。同様の動作により、セレクタ211の出力にMg成分が、セレクタ212の出力にG成分が得られるようにする。
このようにフィールド間の補間を行うことにより、各色成分の水平方向の画素数を2倍にし、解像度を向上させることができる。
【0020】
セレクタ213〜216では従来のライン内の補間を行ったデータ201〜204とセレクタ209〜212の出力とを動き検出回路159の出力mdetの正負に応じて切り換える。
動き検出回路159ではフィールドメモリ157の入出力信号を取り込み、例えば両者の差分を取るなどして、動き成分を検出する。これにより、その画像が動画か静止画かを判定し、信号mdetに“0”若しくは“1”を出力する。
以上のようにしてYe、Cy、Mg、G成分を得たあとの処理は図7の従来例と同じである。
【0021】
次に本発明の第2の実施例を図5に示す。この第2の実施例は、動き検出回路159の出力mdetにより選択回路158に加えて行列演算回路132をも制御している点が第1の実施例と異なる。行列演算回路132の構成例を図6に示す。
図6においては、選択回路158からの4種類の出力Ye、Cy、Mg、Gを入力としている。乗算器501〜504、512〜515、523〜526、加算器509〜511、520〜522、531〜533により行列演算を行う。このとき、動き検出回路159の出力mdetによりセレクタ505〜508、516〜519、527〜530を制御し、乗算器係数を切り換える。
図6では、動き検出回路159が、動画を検出したときは、
【0022】
【数3】
Figure 0003869870
【0023】
のフィールド内処理の演算を行う。静止画を検出したときは、
【0024】
【数4】
Figure 0003869870
【0025】
のフィールド間処理の演算を行う。
【0026】
このように、動画、静止画で色分離係数を切り換えることにより、フィールド内処理、フィールド間処理のいずれにも適した色再現をすることができる。これにより、ディジタルRGB出力の高画質化が可能になる。
以上のようにしてRGB成分を得たあとの処理は図7の従来例と同じである。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像手段の各色成分の同時化とともに映像信号の動きに応じた最適な補間処理を行うことにより静止画及び動画の両方に関して適切な解像度の映像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を概念的に示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例を示すブロック図である。
【図3】図2の選択回路の構成例を示す回路図である。
【図4】本発明及び従来の撮像装置に用いられる色フィルタを示す構成図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示すブロック図である。
【図6】図5の行列演算回路の構成例を示す回路図である。
【図7】従来の撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、101 撮像素子
6、157 フィールドメモリ
8、9 信号合成回路
10、132 行列演算回路
158 選択回路
159 動き検出回路
501、526 乗算器

Claims (2)

  1. 撮像手段から出力されたインターレース走査による奇数フィールド及び偶数フィールドの映像信号に対して所定の処理を施す映像信号処理装置であって、
    前記奇数フィールド映像信号の第1色信号を含むライン内の色信号を使用して、前記第1色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第1色信号とは異色の第2色信号を新たに生成、前記第1色信号とともに前記新たに生成た第2色信号を同じタイミングで出力する第1補間手段と、
    前記奇数フィールド映像信号の第1色信号をフィールドメモリにより遅延させるとともに、次の偶数フィールド映像信号に含まれる色信号を使用して、前記第1色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第1色信号とは異色の第2色信号を新たに生成し、前記第1色信号とともに前記新たに生成した第2色信号を同じタイミングで出力する第2補間手段と、
    前記フィールドメモリにより1フィールド期間の間互いに隔てられた奇数フィールド映像信号と偶数フィールド映像信号とに基づいて前記奇数フィールド映像信号の動きを検出する動き検出手段と、
    前記動き検出手段により動きが検出された場合は前記第1補間手段から出力された第1及び第2色信号を選択し、前記動き検出手段により動きが検出されなかった場合は前記第2補間手段から出力された第1及び第2色信号を選択し、選択した第1及び第2色信号を前記所定の処理で使用するために出力する選択出力手段と
    を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
  2. 前記所定の処理として第1及び第2色信号を使用して行列演算処理を行い、第3色信号を出力する演算処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の映像信号処理装置。
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