JP3096619B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents
映像信号処理装置Info
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Description
出力される映像信号に対して被写体映像の輪郭補正処
理、即ち、アパーチャ処理を施す映像信号処理装置に関
する。
う場合、撮像素子の受光部にストライプ状やモザイク状
のカラーフィルタを装着し、受光部の各画素を所定の色
成分に対応付けるようしている。このような撮像素子か
ら出力される映像信号は、カラーフィルタの構成に対応
し、各色成分を表す映像情報が所定の順序で繰り返され
る。この映像信号に対する信号処理の過程では、通常、
輝度情報の処理と色情報の処理とがそれぞれ独立して行
われる。輝度情報の処理においては、各色成分を表す映
像情報を所定の割合で合成して輝度信号が生成され、色
情報の処理においては、マトリクス処理によってそれぞ
れ所望の色成分を表す色信号が生成される。これらの信
号処理においては、従来よりアナログ信号処理が採用さ
れてるが、近年のマルチメディアに対応した撮像装置の
場合、映像情報をデジタルデータとしてコンピュータ機
器等に供給できるようにするため、出力側でデジタル信
号処理が採用されるようになっている。
ック図である。CCD固体撮像素子1は、行列配置され
る複数の受光画素及び各受光画素に対応付けられたシフ
トレジスタを有し、光電変換によって発生する情報電荷
を各受光画素に蓄積する。また、カラーフィルタの装着
により、各受光画素が所定の色成分と対応付けられる。
ドライバ2は、水平同期信号及び垂直同期信号に応答し
て多相のクロックパルスを発生し、CCD1に供給す
る。タイミング制御回路3は、基準クロックをカウント
するカウンタにより構成され、CCD1の水平走査周期
及び垂直走査周期に従う各種同期信号(水平同期信号、
垂直同期信号等)を生成する。これにより、CCD1が
所定のタイミングでパルス駆動され、各受光画素に蓄積
される情報電荷が順次転送出力される。そして、シフト
レジスタの出力側で情報電荷の電荷量が電圧値に変換さ
れ、各受光画素に対応した映像情報が1行単位で連続し
て出力される。アナログ信号処理部4は、CCD1の出
力電圧を取り込み、サンプリング、ゲイン制御等の処理
を施し、所定のフォーマットに従う映像信号を生成す
る。A/D変換回路5は、アナログ信号処理部4から与
えられる映像信号を1画素分ずつアナログ/デジタル変
換し、映像データを生成する。デジタル信号処理部6
は、A/D変換回路5で生成される映像データを取り込
み、所定のマトリクス処理を経て輝度データと色データ
とを生成した後、輝度データに対して輪郭補正やガンマ
補正等の処理を施す。例えば、図8に示すように、イエ
ロー(Ye)、シアン(Cy)、グリーン(G)及びホ
ワイト(W)からなるモザイク型のカラーフィルタが採
用された場合、各色成分を平均化して輝度データYと
し、WとYeとの差またはCyとGとの差から赤色成分
データRを生成し、WとCyとの差またはYeとGとの
差から青色成分データBを生成するようにしている。そ
して、輝度データYに対して、特定の周波数帯域の成分
を強調するようにして映像の輪郭補正を行う、いわゆる
アパーチャ処理を施し、さらに、映像信号を表示する側
の入力信号レベルと発光輝度との非線形性を補正するガ
ンマ補正処理を施す。また、各色成分データR、Bに対
しては、輝度データYとの差から色差データU、Vが生
成され、輝度データYと共に映像データとして出力され
る。
ガンマ補正処理においては、図9に示すように、低レベ
ルの輝度データが増幅され、高レベルの輝度データが抑
圧される傾向となる。このため、アパーチャ処理を施し
た輝度データをガンマ補正処理すると、アパーチャ処理
で生じたノイズが低輝度部分で増幅され易くなるため、
低輝度部分のS/N比が劣化することになる。そして、
高輝度部分においては、輝度データと共にアパーチャ成
分が抑圧されるために、輪郭補正が不十分となり、結果
的に再生画面の画質の劣化させることになる。
マ補正処理を施しながら適正なアパーチャ処理を施すよ
うにすることを目的とする。
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、複数の受光画素が行列配置された固体撮像素子か
ら、各受光画素に蓄積される情報電荷に対応して1行単
位で出力される映像信号に基づいて映像の輝度を表す輝
度データを生成する映像信号処理装置において、上記固
体撮像素子から出力される映像信号を1画素毎にデジタ
ルデータに変換して各受光画素に対応する映像データを
生成するA/D変換回路と、連続する上記映像データを
順次取り込み、所定の高周波成分を除去して第1の輝度
データを生成する第1のフィルタ回路と、連続する上記
映像データを順次取り込み、特定帯域の周波数成分を選
択的に取り出してアパーチャデータを生成する第2のフ
ィルタ回路と、上記第1のフィルタ回路から得られる第
1の輝度データを非線形変換して第2の輝度データを生
成する補正回路と、この補正回路から得られる第2の輝
度データに上記第2のフィルタ回路からから得られるア
パーチャデータを加算して第3の輝度データを生成する
アパーチャ付加回路と、を備えたことにある。
ータから輪郭補正用のアパーチャデータが生成され、こ
のアパーチャデータが非線形変換処理された後の輝度デ
ータに付加されるようになる。従って、アパーチャデー
タ自体に非線形変換を施すことなく、輝度データのみに
対して非線形変換処理を施すことができる。
置の構成を示すブロック図である。アナログ信号処理部
10は、所定の周期で駆動されるCCD固体撮像素子の
出力が与えられるものであり、相関二重サンプリング回
路(CDS)11及び自動利得制御回路(AGC)12
より構成される。相関二重サンプリング回路11は、所
定のクロック周期で基準電位と信号電位とが繰り返され
るCCDの出力を受け、基準電位部分と信号電位部分と
をそれぞれサンプリングし、その電位差を映像信号とし
て取り出す。これにより、CCDの各受光画素に蓄積さ
れる情報電荷の量に対応した電位レベルが1クロック期
間維持される映像信号を得ている。自動利得制御回路1
2は、相関二重サンプリング回路11から出力される映
像信号に対し、例えば、1垂直走査期間の平均レベルに
応じたゲインを与え、各垂直走査期間毎の平均レベルが
略均一になるように制御する。即ち、相関二重サンプリ
ング回路12から出力される映像信号の1垂直走査期間
毎の積分値に基づいてゲインを可変設定し、積分値を所
定の範囲に収めるようなフィードバック制御を行うよう
にしている。これにより、平均レベルが画面単位でほぼ
一様に揃えられた映像信号が出力される。
作、即ち、アナログ信号処理部10の相関二重サンプリ
ング回路11のサンプリング動作に同期して、アナログ
信号処理部10から出力される映像信号を順次アナログ
/デジタル変換して映像データを生成する。これによ
り、CCDの各受光画素に対応する映像データY0が生
成される。
成回路15、ガンマ補正回路16、アパーチャデータ生
成回路17及びアパーチャ付加回路18より構成され
る。輝度データ生成回路15は、ローパス特性を有する
デジタルフィルタであり、例えば、映像データY0か
ら、A/D変換回路13のサンプリング周波数の1/2
以下の周波数成分を取り出すことにより輝度データY1
を生成する。ガンマ補正回路16は、所定の変換テーブ
ルを備えた非線形変換回路であり、その変換特性が図9
に示すようなガンマ曲線に従うように設定される。これ
により、輝度データY1に対応してガンマ補正された輝
度データY2が生成される。尚、このガンマ補正回路に
ついては、変換テーブルを用いる他に、複数の線形変換
を組み合わせるようにして図9に示すガンマ曲線を近似
することも可能である。アパーチャデータ生成回路17
は、特定帯域の周波数成分を取り出すバンドパス特性を
有するデジタルフィルタであり、例えば、映像データY
0から、A/D変換回路13のサンプリング周波数の1
/4の周波数成分を中心として取り出すことにより、ア
パーチャデータAを生成する。そして、アパーチャ付加
回路18は、加算回路であり、ガンマ補正回路16から
得られる輝度データY2にアパーチャデータ生成回路1
7から得られるアパーチャデータAを加算することによ
り、輝度データY3を生成する。この輝度データY3で
は、アパーチャ成分に対してガンマ補正処理が施されて
いないため、低輝度の映像を表す部分で輪郭が必要以上
に強調されることはない。
信号処理部14の各部の動作タイミングは、A/D変換
回路13の動作タイミングと共に、CCDの駆動タイミ
ングを決定するタイミング制御回路(図示せず)から供
給されるタイミングクロックによって互いに同期がとら
れている。図2は、輝度データ生成回路15の一例を示
すブロック図で、水平方向の3画素に対するデジタルフ
ィルタの場合を示す。
は、直列に接続されてシフトレジスタを成し、連続する
映像データY0(n+1)、Y0(n)、Y0(n-1)をそれぞれ記憶
する。乗算器24は、第2のラッチ22にラッチされた
映像データY0(n)に係数「2」を乗算し、乗算結果を加
算器25に供給する。加算器25は、乗算器24から得
られる乗算結果に、第1のラッチ21にラッチされた映
像データY0(n+1)と第3のラッチ23にラッチされた映
像データY0(n-1)とを加算し、その加算結果を除算器2
6に供給する。除算器26は、加算器25から与えられ
る加算結果を除数「4」で除算し、除算結果を輝度デー
タY1(n)として出力する。こように、輝度データY1(n)
は、 Y1(n)=(Y0(n+1)+2Y0(n)+Y0(n-1))/4 によって与えられることになる。
を示すブロック図で、垂直方向の3画素に対するデジタ
ルローパスフィルタの場合を示す。第1乃至第3のライ
ンメモリ31、32、33は、それぞれ1行分の映像デ
ータを記憶する容量を有し、互いに直列に接続されて映
像データY0を1行単位で順次記憶する。即ち、第1の
ラインメモリ31の読み出し出力が第2のラインメモリ
32の書き込み入力に接続され、さらに、第2のライン
メモリ32の読み出し出力が第3のラインメモリ33の
書き込み入力に接続され、第1及び第2のラインメモリ
31、32から読み出される映像データY0がそのまま
第2及び第3のラインメモリ32、33に書き込まれる
ように構成される。これにより、第1乃至第3のライン
メモリ31、32、33には、連続する3行(m+1
行、m行、m−1行)の映像データY0(m+1)、Y0(m)、
Y0(m-1)が記憶される。乗算器34は、第2のラインメ
モリ32から読み出される映像データY0(m)に乗数
「2」を乗算し、乗算結果を加算器35に供給する。加
算器35は、乗算器24から与えられる乗算結果に、第
1のラインメモリ31から読み出される映像データY0
(m+1)と、第3のラインメモリ33から読み出される映
像データY0(m-1)とを加算し、加算結果を除算器36に
供給する。除算器36は、加算器35から与えられる加
算結果を除数「4」で除算し、乗算結果を輝度データY
1(m)として出力する。このように、輝度データY1(m)
は、 Y1(m)=(Y0(m+1)+2Y0(m)+Y0(m-1))/4 によって与えられることになる。
数特性は、共に図4に示すようになり、サンプリング周
波数fsの1/2の周波数成分が取り除かれることにな
る。尚、サンプリング周波数fsとは、A/D変換回路
13のサンプリング周波数であり、相関二重サンプリン
グ回路11のサンプリング周波数及びCCDの出力動作
の周波数に一致する。また、サンプリング周波数fsの
1/2以下の周波数成分については、CCD固体撮像素
子に照射される光の光路に回折格子等の光学的なローパ
スフィルタを設けることにより予め除去されており、デ
ジタルフィルタの出力側には表れない。
は、水平方向及び垂直方向の2次元のフィルタを構成す
る必要があるため、水平のフィルタと垂直のフィルタと
を直列に接続して輝度データ生成回路15を構成する。
例えば、図3に示す垂直方向のデジタルフィルタの出力
を図2に示す水平方向のデジタルフィルタの入力に与え
るようにすればよい。これにより、水平方向の3画素と
垂直方向の3画素との合計9画素の映像データから輝度
データY1(m,n)が生成される。この場合、輝度データY
1(m,n)は、 Y1(m,n)=(Y0(m+1,n+1)+2Y0(m+1,n)+Y0(m+1,m-1) +2Y0(m,n+1)+4Y0(m,n)+2Y0(m,n-1) +Y0(m-1,n+1)+2Y0(m-1,n)+Y0(m-1,n-1))/16 によって与えられることになる。例えば、図8に示すよ
うなカラーフィルタにおいて、第2行第2列目の受光画
素に対しては、 Y1(2,2)=(W+2G+W+2Ye+4Cy+2Ye+G+2W+G)/4 =Ye+Cy+G+W =2R+4G+2B となる。このような演算は、全ての受光画素において同
一の結果となり、全ての受光画素から同一成分により構
成される輝度情報を共通に得ることができる。
一例を示すブロック図で、水平方向の5画素に対するデ
ジタルバンドパスフィルタの場合を示す。第1乃至第5
のラッチ41、42、43、44、45は、直列に接続
されてシフトレジスタを成し、連続する映像データY0
(n+2)、Y0(n+1)、Y0(n)、Y0(n-1)、Y0(n-2)をそれ
ぞれ記憶する。乗算器46は、第3のラッチ43にラッ
チされた映像データY0(n)に乗数「2」を乗算し、乗算
結果を減算器47に供給する。減算器47は、乗算器2
4から与えられる乗算結果から、第1のラッチ41にラ
ッチされた映像データY0(n+2)と、第5のラッチ45に
ラッチされた映像データY0(m-2)を減算し、その加算結
果を除算器48に供給する。除算器48は、減算器47
から与えられる減算結果を除数「4」で除算し、アパー
チャデータA(n)として出力する。このように、アパー
チャデータA(n)は、 A(n)=(−Y0(n+2)+2Y0(n)−Y0(n-2))/4 によって与えられることになる。このようなデジタルバ
ンドパスフィルタの周波数特性は、図6に示すようにな
り、サンプリング周波数fsの1/4の周波数成分が主
として取り出されることになる。
については、垂直方向についてデジタルバンドパスフィ
ルタを構成することもある。その場合には、5つのライ
ンメモリを直列に接続してm−2行目からm+2行目ま
での映像データY0(m-2)、Y0(m-1)、Y0(m)、Y0(m+
1)、Y0(m+2)を記憶し、図5と同様にして、乗算器、減
算器及び除算器を用いて、アパーチャデータA(m)を得
るようにすればよい。この場合、アパーチャデータA
(m)は、 A(m)=(−Y0(m+2)+2Y0(m)−Y0(m-2))/4 によって与えられることになる。
ィルタと垂直方向のデジタルバンドパスフィルタとを組
み合わせることにより、水平方向の5画素と垂直方向の
5画素との合計25画素からアパーチャデータA(m,n)
を得るようにすることができる。この場合、アパーチャ
データA(m,n)は、 A(m,n)=(Y0(m+2,n+2)−2Y0(m+2,n)+Y0(m+2,n-2) −2Y0(m,n+2)+4Y0(m,n)−2Y0(m,n-2) +Y0(m-2,n+2)−2Y0(m-2,n)+Y0(m-2,n-2))/4 によって与えられることになる。
を得るローパスフィルタのタップ数を3とし、アパーチ
ャデータを得るためのバンドパスフィルタのタップ数を
5とした場合を例示したが、それぞれのフィルタのタッ
プ数は、5以上または7以上であってもよい。また、各
映像データに乗算する係数は、各フィルタの特性を決定
するものであり、目的とする特性に合わせて任意に設定
可能である。
よって生成されるアパーチャデータに対してガンマ補正
処理が施されず、ローパスフィルタによって生成される
輝度データに対してのみガンマ補正処理が施される。そ
して、ガンマ補正された輝度データに、ガンマ補正され
ていないアパーチャデータを加算することにより、被写
体の輝度に拘わらず全ての映像データに対して一様なア
パーチャ処理が行われるようになる。従って、低輝度の
部分では、映像の輪郭が強調されすぎず、高輝度の部分
では輪郭がより強調されることになり、より効果的な輪
郭補正が可能なる。
ク図である。
ルタの構成を示すブロック図である。
ルタの構成を示すブロック図である。
を示す図である。
ルフィルタの構成を示すブロック図である。
る。
ある。
成を示す平面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の受光画素が行列配置された固体撮
像素子から、各受光画素に蓄積される情報電荷に対応し
て1行単位で出力される映像信号に基づいて映像の輝度
を表す輝度データを生成する映像信号処理装置におい
て、上記固体撮像素子から出力される映像信号を1画素
毎にデジタルデータに変換して各受光画素に対応する映
像データを生成するA/D変換回路と、連続する上記映
像データを順次取り込み、所定の高周波成分を除去して
第1の輝度データを生成する第1のフィルタ回路と、連
続する上記映像データを順次取り込み、特定帯域の周波
数成分を選択的に取り出してアパーチャデータを生成す
る第2のフィルタ回路と、上記第1のフィルタ回路から
得られる第1の輝度データを非線形変換して第2の輝度
データを生成する補正回路と、この補正回路から得られ
る第2の輝度データに上記第2のフィルタ回路からから
得られるアパーチャデータを加算して第3の輝度データ
を生成するアパーチャ付加回路と、を備えたことを特徴
とする映像信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07204608A JP3096619B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 映像信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07204608A JP3096619B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 映像信号処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0955871A JPH0955871A (ja) | 1997-02-25 |
JP3096619B2 true JP3096619B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=16493290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07204608A Expired - Fee Related JP3096619B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 映像信号処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3096619B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101606797B1 (ko) * | 2009-10-28 | 2016-03-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 입체 영상 표시 장치 및 영상 표시 방법 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP07204608A patent/JP3096619B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0955871A (ja) | 1997-02-25 |
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