JP3441771B2 - Imaging device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、撮像素子からの映像信
号に処理を施してビデオ出力を得る撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus which processes a video signal from an image pickup device to obtain a video output.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の撮像装置では、図１１に示すよう
に、撮像素子６０１からのアナログの映像信号は、相関
２重サンプリング回路６０２により相関２重サンプリン
グされ、自動利得調整回路６０３にて自動利得調整がな
されて、Ａ／Ｄ変換器６０４によりＡＤ変換されてデジ
タル信号となる。そして、Ｙ／Ｃ分離器６０５により輝
度信号Ｙと色信号Ｃとに分離され、低域通過フィルタ６
０６によりキャリア除去、および光学フィルタ特性の補
正を行う。2. Description of the Related Art In a conventional image pickup apparatus, as shown in FIG. 11, an analog video signal from an image pickup device 601 is subjected to correlation double sampling by a correlation double sampling circuit 602, and an automatic gain adjustment circuit 603 automatically performs the sampling. The gain is adjusted and AD-converted by the A / D converter 604 to become a digital signal. Then, the Y / C separator 605 separates the luminance signal Y and the color signal C, and the low-pass filter 6
At 06, carrier removal and correction of optical filter characteristics are performed.

【０００３】そして、低域通過フィルタ６０７により輝
度信号Ｙの帯域を狭くして、高輝度色抑圧に用いる輝度
信号Ｙsを生成する。また、輪郭検出回路６０８によ
り、低域通過フィルタ６０６からの輝度信号Ｙから輪郭
信号を検出し、加算器６０９により輝度信号Ｙと加算す
ることでエッジ強調を行う。エッジ強調された輝度信号
Ｙに対して、ガンマ補正回路６１０にてガンマ補正を行
い、高彩度部輝度抑圧回路６１１にて高彩度部の輝度抑
圧を行い、ブランキング付加回路６１２にてブランキン
グ加工を行う。そして、ＤＡ変換器６１３にてＤＡ変換
することにより、アナログの出力輝度信号となる。Then, the band of the luminance signal Y is narrowed by the low-pass filter 607 to generate the luminance signal Ys used for high luminance color suppression. Further, the contour detection circuit 608 detects a contour signal from the luminance signal Y from the low-pass filter 606, and the adder 609 adds the contour signal to the luminance signal Y to perform edge enhancement. The edge-enhanced luminance signal Y is gamma-corrected by the gamma correction circuit 610, the high-saturation portion luminance suppression circuit 611 suppresses the luminance of the high-saturation portion, and the blanking addition circuit 612 performs blanking processing. . Then, DA conversion is performed by the DA converter 613, and an analog output luminance signal is obtained.

【０００４】一方、色信号Ｃに対しては、図２のような
順序で前記撮像素子より読み出された信号成分Ｗr、Ｇ
b、Ｇr、Ｗbが同時化回路６１４により同時化され、On the other hand, for the color signal C, the signal components Wr and G read out from the image sensor in the order shown in FIG.
b, Gr, and Wb are synchronized by the synchronization circuit 614,

【数１】 ＹL＝Ｗr＋Ｇb＝Ｇr＋Ｗb ＣR＝Ｗr−Ｇb ＣB＝Ｗb−Ｇr なる演算を行う。これらＹL、ＣR、ＣBは、低域通過フ
ィルタ６１５により後の点順次化により発生するキャリ
アを抑圧する。[Formula 1] YL = Wr + Gb = Gr + Wb CR = Wr−Gb CB = Wb−Gr These YL, CR, and CB suppress the carrier generated by the point-sequentialization performed later by the low-pass filter 615.

【０００５】次に、行列演算回路６１６により、Next, by the matrix operation circuit 616,

【数２】 なる行列演算を行い、点順次化したＲＧＢ信号を生成す
る。さらに、乗算器６１７にて、Ｒ´＝Ｇ1Ｒ、Ｇ´＝
Ｇ2Ｇ、Ｂ´＝Ｇ3Ｂなる演算を時分割で行い、ホワイト
バランスをとる。[Equation 2] The following matrix calculation is performed to generate a dot-sequential RGB signal. Further, in the multiplier 617, R '= G1R, G' =
The calculation of G2G, B '= G3B is performed in a time-sharing manner to obtain white balance.

【０００６】次に、ガンマ補正回路６１８にてガンマ補
正、低域通過フィルタ６１９にて補間処理とＲＧＢ同時
化処理、行列演算回路６２０にて色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙの生成を行う。このとき、行列演算回路６２０では、Next, a gamma correction circuit 618 performs gamma correction, a low pass filter 619 performs interpolation processing and RGB simultaneous processing, and a matrix calculation circuit 620 produces color difference signals RY, B-.
Y is generated. At this time, in the matrix calculation circuit 620,

【数３】 Ｒ−Ｙ＝Ｒ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ） Ｂ−Ｙ＝Ｂ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ） の演算を行う。これら色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに対して
は、色相補正回路６２１によりリニアマトリクス演算EQUATION 3 RY = R- (0.3R + 0.59G + 0.11B) BY = B- (0.3R + 0.59G + 0.11B) is calculated. For these color difference signals R-Y and B-Y, the hue correction circuit 621 calculates a linear matrix.

【数４】 による色相の補正を行う。そして、色相補正された色差
信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙについて、高輝度色抑圧回路６２２
にて高輝度色抑圧を行い、変調回路６２３にて変調、お
よびバースト付加を行う。そして、ＤＡ変換器６２４に
よりアナログ信号に変換して、出力色信号Ｃとして出力
する。[Equation 4] The hue is corrected by. Then, for the hue-corrected color difference signals RY and BY, the high-luminance color suppression circuit 622 is used.
High-luminance color suppression is performed by, and modulation and burst addition are performed by the modulation circuit 623. Then, it is converted into an analog signal by the DA converter 624 and output as the output color signal C.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来方式では、色信号処理の途中で点順次ＲＧＢ信号に対
してガンマ補正を施すようにしているため、すなわち、
ＲＧＢの３種類の色信号を点順次化するため、各色成分
に対するサンプリングレートは、１／３となる。このた
め、図１２に示したように、それ以前の方式でのキャリ
ア（図１２（ａ）参照）の１／３倍の周波数上にキャリ
アが立つので（図１２（ｂ）参照）、これを除去すると
共に折り返しを防ぐためには、帯域ＭＣＬＫ／６という
狭帯域で急峻なフィルタが必要となり、そのためにフィ
ルタのハード量が増大するという問題があった。However, in such a conventional method, gamma correction is applied to the dot-sequential RGB signal during the color signal processing, that is,
Since the three types of RGB color signals are dot-sequential, the sampling rate for each color component is 1/3. For this reason, as shown in FIG. 12, the carrier stands on a frequency ⅓ times that of the carrier in the previous method (see FIG. 12A) (see FIG. 12B). In order to remove and prevent aliasing, a steep filter in a narrow band of MCLK / 6 is required, which causes a problem that the hardware amount of the filter increases.

【０００８】また、点順次化したＲＧＢの３種類の色信
号を同時化する際、各色成分は実際には３画素ごとにし
か存在しないため、他の２画素分を補間処理により生成
する必要があり、色再現性に問題があった。Further, when the three kinds of dot-sequential RGB color signals are synchronized, each color component actually exists only for every three pixels, so it is necessary to generate the other two pixels by the interpolation processing. Yes, there was a problem in color reproducibility.

【０００９】本発明は、このような事情の下になされた
もので、その目的は、色再現性を向上させ、かつキャリ
ア抑圧用フィルタのハード量を低減し得る撮像装置を提
供することにある。The present invention has been made under the above circumstances, and an object thereof is to provide an image pickup apparatus capable of improving color reproducibility and reducing the amount of hardware of a carrier suppressing filter. .

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、システムクロックに基づいてそれぞれ作
動する手段であって、撮像素子から出力された映像信号
を輝度信号と複数の色信号に分離する分離手段と、該分
離手段により分離された輝度信号と複数の色信号に基づ
いて複数の色差信号を生成すべく行列演算を行う行列演
算手段とを少なくとも有する撮像装置において、前記行
列演算手段は、前記分離手段にて分離された前記複数の
色信号の数ｎを前記システムクロックの周波数ｆに対し
て乗算した周波数ｎｆの間隔で前記複数の色差信号を生
成し、該生成した複数の色差信号をそれぞれシステムク
ロックの周波数ｆの間隔でサンプリングして位相を揃え
て出力するように行列演算を行うように構成されてい
る。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a means that operates based on a system clock, and converts a video signal output from an image sensor into a luminance signal and a plurality of color signals. In the image pickup device, at least a separating means for separating, and a matrix calculating means for performing a matrix calculation to generate a plurality of color difference signals based on the luminance signal and the plurality of color signals separated by the separating means, Is for generating the plurality of color difference signals at intervals of a frequency nf obtained by multiplying the frequency f of the system clock by the number n of the plurality of color signals separated by the separating means, and generating the plurality of color difference signals. The signals are sampled at intervals of the frequency f of the system clock and the matrix operation is performed so that the signals are output with their phases aligned.

【００１１】[0011]

【作用】行列演算手段は、分離手段にて分離された前記
複数の色信号の数ｎを前記システムクロックの周波数ｆ
に対して乗算した周波数ｎｆの間隔で複数の色差信号を
生成することにより、疑似的に画素数を増やし、これに
より補間による画素の推定を不要として色再現性を向上
させる。The matrix calculating means calculates the number n of the plurality of color signals separated by the separating means as the frequency f of the system clock.
By generating a plurality of color difference signals at intervals of the frequency nf multiplied by, the number of pixels is pseudo-increased, whereby pixel estimation by interpolation is unnecessary and color reproducibility is improved.

【００１２】また、行列演算手段は、生成した複数の色
差信号をそれぞれシステムクロックの周波数ｆの間隔で
サンプリングすることにより、キャリア抑圧用フィルタ
のハード量を低減し得るようにする。Further, the matrix calculating means can reduce the amount of hardware of the carrier suppressing filter by sampling each of the generated plural color difference signals at intervals of the frequency f of the system clock.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１０を参照
しながら詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS.

【００１４】［第１実施例］図１は、本発明の第１実施
例による撮像装置の概略構成を示すブロック図であり、
本撮像装置は、撮像素子１０１、相関２重サンプリング
回路１０２、自動利得調整回路１０３、Ａ／Ｄ変換器１
０４、Ｙ／Ｃ分離器１０５、低域通過フィルタ１０６，
１０７，１１５、輪郭検出回路１０８、加算器１０９、
ガンマ補正回路１１０，１１７，１１８、高彩度部輝度
抑圧回路１１１、ブランキング付加回路１１２、Ｄ／Ａ
変換器１１３，１２２、同時化回路１１４、行列演算回
路１１６、色相補正回路１１９、高輝度色抑圧回路１２
０、および変調回路１２１を有している。[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the schematic arrangement of an image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The image pickup apparatus includes an image pickup element 101, a correlated double sampling circuit 102, an automatic gain adjustment circuit 103, and an A / D converter 1.
04, Y / C separator 105, low-pass filter 106,
107, 115, a contour detection circuit 108, an adder 109,
Gamma correction circuits 110, 117, 118, high-saturation part luminance suppression circuit 111, blanking addition circuit 112, D / A
Converters 113 and 122, synchronization circuit 114, matrix operation circuit 116, hue correction circuit 119, high-luminance color suppression circuit 12
0, and the modulation circuit 121.

【００１５】撮像素子１０１から出力されるアナログの
映像信号は、相関２重サンプリング回路１０２にて相関
２重サンプリングされることにより、撮像素子１０１の
ランダム雑音が低減される。そして、自動利得調整回路
１０３にて自動利得調整がなされて、Ａ／Ｄ変換器１０
４によりＡＤ変換されてデジタル信号となり、Ｙ／Ｃ分
離器１０５により輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離され
る。The analog video signal output from the image pickup device 101 is subjected to correlation double sampling by the correlation double sampling circuit 102, whereby random noise of the image pickup device 101 is reduced. Then, the automatic gain adjustment circuit 103 performs automatic gain adjustment, and the A / D converter 10
4 is AD-converted into a digital signal, which is separated into a luminance signal Y and a color signal C by a Y / C separator 105.

【００１６】そのうち、輝度信号Ｙに対しては、低域通
過フィルタ１０６によりキャリア除去、および光学フィ
ルタ特性の補正が行われる。このキャリア除去と光学フ
ィルタ特性の補正がなされた輝度信号Ｙは、低域通過フ
ィルタ１０７と輪郭検出回路１０８と加算器１０９とに
供給される。低域通過フィルタ１０７は、供給された輝
度信号Ｙの帯域を狭くすることにより、高輝度色抑圧に
用いる輝度信号Ｙsを生成し、ガンマ補正回路１１８，
１１７と高輝度色抑圧回路１２０に供給する。Of the luminance signal Y, the low pass filter 106 removes carriers and corrects the optical filter characteristics. The luminance signal Y from which the carrier has been removed and the optical filter characteristic has been corrected is supplied to the low-pass filter 107, the contour detection circuit 108, and the adder 109. The low-pass filter 107 narrows the band of the supplied luminance signal Y to generate the luminance signal Ys used for high luminance color suppression, and the gamma correction circuit 118,
117 and the high-luminance color suppression circuit 120.

【００１７】輪郭検出回路１０８は、供給された輝度信
号Ｙに基づいて被写体の輪郭を検出し、その輪郭信号を
加算器１０９に供給する。すると、加算器１０９は、輝
度信号Ｙと輪郭信号とを加算することにより、エッジ強
調を行う。このエッジ強調された輝度信号Ｙは、ガンマ
補正回路１１０によりガンマ補正され、高彩度部輝度抑
圧回路１１１により高彩度部の輝度抑圧がなされ、ブラ
ンキング付加回路１１２によりブランキング加工がなさ
れて、Ｄ／Ａ変換器１１３にてアナログ信号に変換され
て、最終的な輝度信号Ｙとして出力される。The contour detection circuit 108 detects the contour of the subject based on the supplied luminance signal Y and supplies the contour signal to the adder 109. Then, the adder 109 performs edge enhancement by adding the luminance signal Y and the contour signal. The edge-enhanced luminance signal Y is gamma-corrected by the gamma correction circuit 110, the high-saturation portion luminance suppression circuit 111 suppresses the luminance of the high-saturation portion, and the blanking addition circuit 112 performs a blanking process on the D / A. It is converted into an analog signal by the converter 113 and output as the final luminance signal Y.

【００１８】一方、色信号Ｃに対しては、図２のように
配置された信号成分Ｗr，Ｇb，Ｇr，Ｗbが、同時化回路
１１４により同時化され、従来例で説明した数式１の行
列演算が行われて、信号ＹL，ＣR，ＣBが生成される。
これら信号ＹL，ＣR，ＣBについては、低域通過フィル
タ１１５により、後のオーバーサンプリングにより発生
するキャリアが抑圧され、信号ＹL´，ＣR´，ＣB´と
なる。On the other hand, for the color signal C, the signal components Wr, Gb, Gr, Wb arranged as shown in FIG. 2 are synchronized by the synchronizing circuit 114, and the matrix of the formula 1 described in the conventional example. The calculation is performed to generate the signals YL, CR, CB.
With respect to these signals YL, CR, CB, the low-pass filter 115 suppresses the carriers generated by the subsequent oversampling, and becomes signals YL ', CR', CB '.

【００１９】次に、行列演算回路１１６では、行列演算
により、点順次化された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成
する。ここで、従来例における行列演算回路６１６での
色分離、および乗算器６１７でのホワイトバランスを行
列表現すると、Next, the matrix calculation circuit 116 generates dot-sequential color difference signals RY and BY by matrix calculation. Here, when the color separation in the matrix calculation circuit 616 and the white balance in the multiplier 617 in the conventional example are expressed in matrix,

【数５】 となる。[Equation 5] Becomes

【００２０】また、行列演算回路６２０にて色差信号Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成するための演算は、Further, the matrix operation circuit 620 outputs the color difference signal R
The operation for generating −Y, BY is

【数６】 Ｒ−Ｙ＝Ｒ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ） ＝（０．７Ｇ1−０．５９Ｇ2−０．１１Ｇ3）ＹL´ ＋（０．７ａ1Ｇ1−０．５９ａ2Ｇ2−０．１１ａ3Ｇ3）ＣR´ ＋（０．７ｂ1Ｇ1−０．５９ｂ2Ｇ2−０．１１ｂ3Ｇ3）ＣB´となる。これ は、一般に、[Equation 6]   RY = R- (0.3R + 0.59G + 0.11B)         = (0.7G1-0.59G2-0.11G3) YL '           + (0.7a1G1-0.59a2G2-0.11a3G3) CR '     + (0.7b1G1-0.59b2G2-0.11b3G3) CB '. this Is, in general,

【数７】Ｒ−Ｙ＝ｍ0ＹL´＋ ｍ1ＣR´＋ ｍ2ＣB´ と書ける。同様に、[Expression 7] RY = m0YL '+ m1CR' + m2CB ' Can be written. Similarly,

【数８】Ｂ−Ｙ＝ｎ0ＹL´＋ ｎ1ＣR´＋ ｎ2ＣB´ と書ける。[Equation 8] BY = n0YL '+ n1CR' + n2CB ' Can be written.

【００２１】そして、数式７，８を行列表現すると、When the expressions 7 and 8 are expressed in matrix,

【数９】 となる。そこで、行列演算回路１１６では、数式９を実
現するような処理を行い、色分離、ホワイトバランス、
色差信号生成を同時に行う。[Equation 9] Becomes Therefore, the matrix operation circuit 116 performs a process that realizes Formula 9 to perform color separation, white balance,
Color difference signal generation is performed simultaneously.

【００２２】すなわち、行列演算回路１１６の詳細構成
は図３のようになっており、乗算器５０１，５０２，５
０３に、それぞれ数式９における乗算係数ｍ0とｎ0、ｍ
1とｎ1、ｍ2とｎ2をセットし、セレクタ５１０，５１
１，５１２により、システムクロックＭＣＬＫの高低で
セットに係る乗算係数を切換える。すなわち、システム
クロックＭＣＬＫが高レベルのときは、色差信号Ｒ−Ｙ
を生成するための乗算係数ｍ0，ｍ1，ｍ2を選択し、シ
ステムクロックＭＣＬＫが低レベルのときは、色差信号
Ｂ−Ｙを生成するための乗算係数ｎ0，ｎ1，ｎ2を選択
する。That is, the detailed configuration of the matrix operation circuit 116 is as shown in FIG. 3, and the multipliers 501, 502, 5 are provided.
03, the multiplication coefficients m0 and n0, m in Equation 9, respectively.
Set 1 and n1, m2 and n2, and select selectors 510 and 51
1, 512 switches the multiplication coefficient related to the set depending on whether the system clock MCLK is high or low. That is, when the system clock MCLK is at a high level, the color difference signal RY
To generate the color difference signal BY when the system clock MCLK is at a low level.

【００２３】そして、乗算器５０１，５０２，５０３に
より乗算係数が乗算された信号ＹL´，ＣR´，ＣB´
は、加算器５０４，５０５により加算される。この結
果、システムクロックＭＣＬＫが高レベルのときは色差
信号Ｒ−Ｙ、システムクロックＭＣＬＫが低レベルのと
きは色差信号Ｂ−Ｙが生成される。従って、図４の信号
５１７に示したように、システムクロックＭＣＬＫの周
波数の間隔で、２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生成さ
れる。換言すれば、システムクロックＭＣＬＫとの関係
において、疑似的に画素数が増えたこととなる。このた
め、従来のように補間により画素の推定を行わなくても
済み、色再現性を向上させることが可能となる。また、
補間フィルタも不要となる。Then, the signals YL ', CR', CB 'multiplied by the multiplication coefficients by the multipliers 501, 502, 503.
Are added by adders 504 and 505. As a result, the color difference signal RY is generated when the system clock MCLK is at a high level, and the color difference signal BY is generated when the system clock MCLK is at a low level. Therefore, as shown by the signal 517 in FIG. 4, two color difference signals RY and BY are generated at intervals of the frequency of the system clock MCLK. In other words, in relation to the system clock MCLK, it means that the number of pixels is increased in a pseudo manner. Therefore, it is not necessary to estimate pixels by interpolation as in the conventional case, and it is possible to improve color reproducibility. Also,
The interpolation filter is also unnecessary.

【００２４】次に、遅延器５０６〜５０９、および反転
器５２２，５２３により、システムクロックＭＣＬＫの
周波数の間隔で色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙとを１
つずつサンプリングし、これらを位相を揃えて出力す
る。Next, the delay units 506 to 509 and the inverters 522 and 523 set the color difference signal R-Y and the color difference signal B-Y to 1 at intervals of the frequency of the system clock MCLK.
Each is sampled, and these are output with their phases aligned.

【００２５】すなわち、図４に示すように、加算器５０
４の出力信号５１７については、システムクロックＭＣ
ＬＫに対して２倍のレートで色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが
交互にサンプリングされる。換言すれば、通常の２倍の
レートでオーバーサンプリングされる。具体的には、色
差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、遅延器５０６，５０７により
オーバーサンプリングされる。すなわち、遅延器５０６
は、反転器５２２により反転されたクロックの立上が
り、つまり、システムクロックＭＣＬＫの立下がりで入
力信号データをラッチするため、遅延器５０６では、色
差信号Ｒ−Ｙ成分のみがサンプリングされることとなる
（図４の信号５１８参照）。同様に、遅延器５０７は、
反転器５２２により反転されていないクロックの立上が
り、すなわち、システムクロックＭＣＬＫの立上がりで
入力信号データをラッチするため、遅延器５０７では、
色差信号Ｂ−Ｙ成分のみがサンプリングされることとな
る（図４の信号５１９参照）。That is, as shown in FIG.
4 output signal 517, the system clock MC
The color difference signals RY and BY are alternately sampled at a rate twice that of LK. In other words, it is oversampled at twice the normal rate. Specifically, the color difference signals RY and BY are oversampled by the delay devices 506 and 507. That is, the delay device 506
Latches the input signal data at the rising edge of the clock inverted by the inverter 522, that is, at the falling edge of the system clock MCLK, so that the delay unit 506 samples only the color difference signal RY component. See signal 518 in FIG. 4). Similarly, the delay device 507 is
Since the input signal data is latched at the rising edge of the clock that has not been inverted by the inverter 522, that is, at the rising edge of the system clock MCLK, the delay device 507
Only the color difference signal BY component will be sampled (see signal 519 in FIG. 4).

【００２６】そして、これら色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
は、それぞれ遅延器５０８，５０９によりサンプリング
される。この際、遅延器５０８，５０９は、双方とも、
反転器５２３により反転された同一のクロックの立上が
り、すなわち、システムクロックＭＣＬＫの立下がりで
サンプリングを行うので、遅延器５０８，５０９から
は、位相の揃った色差信号Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｙが各々出力さ
れることとなる。Then, these color difference signals RY and BY
Are sampled by delay devices 508 and 509, respectively. At this time, the delay devices 508 and 509 are both
Since sampling is performed at the rising edge of the same clock inverted by the inverter 523, that is, at the falling edge of the system clock MCLK, the color difference signals RY and RY in phase are respectively output from the delay elements 508 and 509. It will be output.

【００２７】次に、図１の説明に戻ると、行列演算回路
１１６により得られた上記色差信号Ｒ−Ｙ、Ｒ−Ｙに対
して、それぞれガンマ補正回路１１７，１１８によりガ
ンマ補正を施す。このガンマ補正回路１１７，１１８
は、図５に示したように、乗算器２０１、クリップ回路
２０２、微分特性発生回路２０３を有している。Next, returning to the description of FIG. 1, gamma correction circuits 117 and 118 perform gamma correction on the color difference signals RY and RY obtained by the matrix calculation circuit 116, respectively. The gamma correction circuits 117 and 118
Has a multiplier 201, a clipping circuit 202, and a differential characteristic generating circuit 203, as shown in FIG.

【００２８】高輝度色抑圧に用いる狭帯域の輝度信号Ｙ
sは、微分特性発生回路２０３により入力Ｘに対し、Narrow band luminance signal Y used for high luminance color suppression
s is the differential characteristic generation circuit 203 with respect to the input X,

【数１０】 の出力を得るような処理を行う。なお、微分特性発生回
路２０３は、ＲＯＭテーブル、ハードウェア処理のいず
れで数式１０のような出力を得るようにしてもよい。そ
して、クリップ回路２０２により、図６に示したよう
に、微分特性発生回路２０３から出力された数式１０で
示される出力信号を、上限ａ、下限ｂでクリップする。
そして、乗算器２０１により、クリップされた信号に対
して色差信号Ｒ−Ｙ、またはＢ−Ｙを乗算する。この結
果、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、図６のｙ＝ｆ（ｘ）の
ようなフルレンジ入力ｄ、フルレンジ出力ｃのガンマ補
正を受ける。[Equation 10] Process to obtain the output of. The differential characteristic generation circuit 203 may obtain the output as in Expression 10 by any of the ROM table and the hardware processing. Then, as shown in FIG. 6, the clipping circuit 202 clips the output signal, which is output from the differential characteristic generating circuit 203 and is represented by Formula 10, at the upper limit a and the lower limit b.
Then, the multiplier 201 multiplies the clipped signal by the color difference signal RY or BY. As a result, the color difference signals R-Y and B-Y undergo gamma correction of the full-range input d and the full-range output c such as y = f (x) in FIG.

【００２９】再び図１の説明に戻ると、ガンマ補正回路
１１７，１１８によりガンマ補正された色差信号Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙは、色相補正回路１１９により、リニアマト
リクスによる色相補正が施される。そして、高輝度色抑
圧回路１２０により、輝度信号Ｙsに基づいて高輝度色
抑圧がなされ、変調回路１２１により変調、およびバー
スト付加が行われ、Ｄ／Ａ変換器１２２によりアナログ
信号に変換されて、出力色信号Ｃとして出力される。Returning to the explanation of FIG. 1, the color difference signal R- which has been gamma-corrected by the gamma correction circuits 117 and 118.
The Y and B-Y are subjected to hue correction by a linear matrix by the hue correction circuit 119. Then, the high-luminance color suppression circuit 120 performs high-luminance color suppression based on the luminance signal Ys, the modulation circuit 121 performs modulation and burst addition, and the D / A converter 122 converts the analog signal into an analog signal. The output color signal C is output.

【００３０】このように、同時化された信号から行列演
算により色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する際に、オー
バーサンプリングによって疑似的に画素数を増やしてい
るため、色再現性が向上する。また、補間を行うことな
く画素数を増やせるため、補間フィルタが不要となる。
さらに、２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを点順次化し、
オーバーサンプリングするため、キャリアは、図７に示
したように、システムクロックＭＣＬＫの１／２倍のと
ころに立つので、これを除去すればよく、折り返しを考
慮しても帯域はＭＣＬＫ／４となる。この結果、キャリ
ア抑圧フィルタの帯域が従来の３／２となり、従来ほど
急峻なフィルタを必要とせず、キャリア抑圧フィルタの
ハード量と、そのフィルタの設計の煩雑さを低減するこ
とも可能となる。As described above, when the color difference signals RY and BY are generated from the synchronized signals by the matrix calculation, the number of pixels is artificially increased by oversampling, so that the color reproducibility is improved. To do. Moreover, since the number of pixels can be increased without performing interpolation, an interpolation filter is unnecessary.
Furthermore, the two color difference signals RY and BY are dot-sequentially
Since oversampling causes the carrier to stand at a half of the system clock MCLK as shown in FIG. 7, it suffices to remove this and the band becomes MCLK / 4 even if folding is considered. . As a result, the band of the carrier suppression filter becomes 3/2 of that of the conventional one, a steeper filter is not required as compared with the conventional one, and the hardware amount of the carrier suppression filter and the complexity of the design of the filter can be reduced.

【００３１】［第２実施例］次に、第２実施例を図８〜
図１０に基づいて説明する。この第２実施例と上記第１
実施例とは、第１実施例ではオーバーサンプリングによ
り生成した色差信号を通常のサンプリングレートに戻し
て色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに振り分けた後にガンマ補正
を施しているのに対し、第２実施例では、オーバーサン
プリングにより生成した色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを通常
のサンプリングレートに戻す前にガンマ補正を施してい
る点で相違する。[Second Embodiment] Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
A description will be given based on FIG. This second embodiment and the above first
In the second embodiment, the gamma correction is performed after the color difference signals generated by oversampling are returned to the normal sampling rate and distributed to the color difference signals RY and BY in the first embodiment. The embodiment is different in that gamma correction is performed before the color difference signals RY and BY generated by oversampling are returned to the normal sampling rate.

【００３２】すなわち、図８に示した行列演算・ガンマ
補正回路４１６により、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの生成
とガンマ補正とを行っている。この行列演算・ガンマ補
正回路４１６は、図９に示したように、図３に示した第
１実施例の行列演算回路１１６における乗算器５０１〜
５０３、加算器５０４，５０５、遅延器５０６〜５０
９、セレクタ５１０〜５１２、反転器５２２，５２３に
それぞれ相当する、乗算器７０１〜７０３、加算器７０
４，７０５、遅延器７０６〜７０９、セレクタ７１０〜
７１２、反転器７２２，７２３の他に、加算器７０４の
直ぐ後ろにガンマ補正回路７２４が設けられている。That is, the matrix calculation / gamma correction circuit 416 shown in FIG. 8 performs generation of the color difference signals RY and BY and gamma correction. This matrix operation / gamma correction circuit 416, as shown in FIG. 9, has the multipliers 501 to 501 in the matrix operation circuit 116 of the first embodiment shown in FIG.
503, adders 504 and 505, delay devices 506 to 50
9, selectors 510 to 512, and multipliers 701 to 703 and an adder 70 corresponding to the inverters 522 and 523, respectively.
4, 705, delay devices 706 to 709, selectors 710.
In addition to 712 and inverters 722 and 723, a gamma correction circuit 724 is provided immediately behind the adder 704.

【００３３】乗算器７０１，７０２，７０３に、それぞ
れ乗算係数ｍ0とｎ0、ｍ1とｎ1、ｍ2とｎ2をセットし、
セレクタ７１０，７１１，７１２により、シスムクロッ
クＭＣＬＫの高低でセットに係る乗算係数を切換える。
すなわち、シスムクロックＭＣＬＫが高レベルのとき
は、数式９の色差信号Ｒ−Ｙを生成するための乗算係数
ｍ0，ｍ1，ｍ2を選択し、シスムクロックＭＣＬＫが低
レベルのときは、数式８の色差信号Ｂ−Ｙを生成するた
めの乗算係数ｎ0，ｎ1，ｎ2を選択する。Multiplication coefficients m0 and n0, m1 and n1, m2 and n2 are set in the multipliers 701, 702 and 703, respectively.
The selectors 710, 711 and 712 switch the multiplication coefficient related to the set depending on whether the system clock MCLK is high or low.
That is, when the system clock MCLK is at the high level, the multiplication coefficients m0, m1 and m2 for generating the color difference signal RY of the formula 9 are selected, and when the system clock MCLK is at the low level, the color difference of the formula 8 is selected. Select the multiplication factors n0, n1, n2 for generating the signal BY.

【００３４】そして、乗算器７０１，７０２，７０３に
より乗算係数が乗算された信号ＹL´，ＣR´，ＣB´
は、加算器７０４，７０５により加算される。この結
果、システムクロックＭＣＬＫが高レベルのときは色差
信号Ｒ−Ｙ、システムクロックＭＣＬＫが低レベルのと
きは色差信号Ｂ−Ｙが生成される。すなわち、点順次化
された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生成される。従って、
図１０の信号７１７に示したように、１周期分のシステ
ムクロックＭＣＬＫにより、２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ
−Ｙが生成される。換言すれば、システムクロックＭＣ
ＬＫとの関係において、疑似的に画素数が増えたことと
なる。このため、従来のように補間により画素の推定を
行わなくても済み、色再現性を向上させることが可能と
なる。また、補間フィルタも不要となる。Then, the signals YL ', CR', CB 'multiplied by the multiplication coefficients by the multipliers 701, 702, 703.
Are added by adders 704 and 705. As a result, the color difference signal RY is generated when the system clock MCLK is at a high level, and the color difference signal BY is generated when the system clock MCLK is at a low level. That is, the dot-sequential color difference signals R-Y and B-Y are generated. Therefore,
As shown by the signal 717 in FIG. 10, the two color difference signals RY and B are generated by the system clock MCLK for one cycle.
-Y is generated. In other words, the system clock MC
In relation to LK, this means that the number of pixels has increased in a pseudo manner. Therefore, it is not necessary to estimate pixels by interpolation as in the conventional case, and it is possible to improve color reproducibility. Also, the interpolation filter is not necessary.

【００３５】次に、上記のように点順次化されて生成さ
れた色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに対して、ガンマ補正回路
７２４により、時分割でガンマ補正が施される。そし
て、遅延器７０６〜７０９、および反転器７２２，７２
３により、１周期分のシステムクロックＭＣＬＫ当たり
２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを出力すると共に、これ
らの位相を揃えて出力する。Next, the gamma correction circuit 724 time-divisionally performs gamma correction on the color difference signals R-Y and B-Y generated by dot-sequencing as described above. Then, the delay devices 706 to 709 and the inverters 722 and 72
3, the two color difference signals R-Y and B-Y are output per system clock MCLK for one period, and the phases are aligned and output.

【００３６】すなわち、図１０に示すように、加算器７
０４の出力信号７１７については、システムクロックＭ
ＣＬＫに対して２倍のレートで色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
が交互にサンプリングされる。換言すれば、通常の２倍
のレートでオーバーサンプリングされる。このオーバー
サンプリングは、遅延器７０６，７０７により行われ
る。すなわち、遅延器７０６は、反転器７２２により反
転されたクロックの立上がり、すなわち、システムクロ
ックＭＣＬＫの立下がりで入力信号データをラッチする
ため、遅延器７０６では、色差信号Ｒ−Ｙ成分のみがサ
ンプリングされることとなる（図１０の信号７１８参
照）。同様に、遅延器７０７は、反転器７２２により反
転されていないクロックの立上がり、すなわち、システ
ムクロックＭＣＬＫの立上がりで入力信号データをラッ
チするため、遅延器７０７では、色差信号Ｂ−Ｙ成分の
みがサンプリングされることとなる（図１０の信号７１
９参照）。That is, as shown in FIG.
04 output signal 717, the system clock M
Color difference signals RY and BY at a rate twice that of CLK
Are alternately sampled. In other words, it is oversampled at twice the normal rate. This oversampling is performed by delay devices 706 and 707. That is, since the delay device 706 latches the input signal data at the rising edge of the clock inverted by the inverter 722, that is, at the falling edge of the system clock MCLK, the delay element 706 samples only the color difference signal RY component. (See signal 718 in FIG. 10). Similarly, since the delay device 707 latches the input signal data at the rising edge of the clock that has not been inverted by the inverter 722, that is, at the rising edge of the system clock MCLK, the delay device 707 samples only the color difference signal BY component. Will be performed (signal 71 in FIG. 10).
9).

【００３７】そして、これら色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
は、それぞれ遅延器７０８，７０９によりサンプリング
される。この際、遅延器７０８，７０９は、双方とも、
反転器７２３により反転された同一のクロックの立上が
り、すなわち、システムクロックＭＣＬＫの立下がりで
サンプリングを行うので、遅延器７０８，７０９から
は、位相の揃った色差信号Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｙが各々出力さ
れることとなる。The color difference signals RY and BY
Are sampled by delay devices 708 and 709, respectively. At this time, the delay devices 708 and 709 are both
Since sampling is performed at the rising edge of the same clock inverted by the inverter 723, that is, at the falling edge of the system clock MCLK, the color difference signals RY and RY having the same phase are output from the delay elements 708 and 709, respectively. It will be output.

【００３８】なお、図８に示した第２実施例の他の構成
要素は、図１に示した第１実施例と全く同様の機能を有
するので、その説明は省略するが、第２実施例において
も第１実施例と同様の効果が得られることは言うまでも
なく、第２実施例では、第１実施例のように、色差信号
Ｒ−Ｙと色差信号Ｒ−Ｙとに振り分けてガンマ補正を行
うことなく、振り分ける前にガンマ補正を行っているの
で、ガンマ補正回路の数を減らすことができるとう特有
の効果がある。Since the other constituent elements of the second embodiment shown in FIG. 8 have exactly the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1, their description will be omitted, but the second embodiment will be omitted. It goes without saying that the same effect as in the first embodiment can be obtained in the second embodiment as well, and in the second embodiment, gamma correction is performed by dividing the color difference signal RY and the color difference signal RY as in the first embodiment. Since gamma correction is performed before distribution without performing the gamma correction, there is a peculiar effect that the number of gamma correction circuits can be reduced.

【００３９】[0039]

【発明の効果】本発明では、同時化された信号から行列
演算によって色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する際に、
オーバーサンプリングの手法を用い、疑似的に画素数を
増やすため、色再現性が向上する。また、補間を行わな
いので補間フィルタを必要としない。さらに、キャリア
を抑圧するためのフィルタのハード量とその設計の煩雑
さが減少する。According to the present invention, when the color difference signals RY and BY are generated from the synchronized signals by the matrix operation,
Since the number of pixels is artificially increased by using the oversampling method, color reproducibility is improved. Moreover, since no interpolation is performed, no interpolation filter is required. Furthermore, the amount of hardware for a filter for suppressing carriers and the complexity of its design are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１実施例による撮像装置の概略構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同時化される信号の配置図である。FIG. 2 is a layout diagram of signals to be synchronized.

【図３】第１実施例における行列演算回路を示すブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram showing a matrix operation circuit in the first embodiment.

【図４】第１実施例における行列演算回路の動作を示す
タイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing the operation of the matrix operation circuit in the first embodiment.

【図５】ガンマ補正回路を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a gamma correction circuit.

【図６】ガンマ補正を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining gamma correction.

【図７】キャリア発生、抑制を説明するための説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining carrier generation and suppression.

【図８】本発明の第２実施例による撮像装置の概略構成
を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図９】第２実施例における行列演算回路を示すブロッ
ク図である。FIG. 9 is a block diagram showing a matrix operation circuit according to a second embodiment.

【図１０】第２実施例における行列演算回路の動作を示
すタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart showing the operation of the matrix operation circuit in the second embodiment.

【図１１】従来の撮像装置の概略構成を示すブロック図
である。FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional imaging device.

【図１２】従来のキャリア発生、抑制に関する問題点を
説明するための説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining problems with conventional carrier generation and suppression.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１…撮像素子 １１４…同時化回路 １０６，１０７…低域通過フィルタ １１０，１１７，１１８，７２４…ガンマ補正回路 １１６…行列演算回路 ４１６…行列演算・ガンマ補正回路 ５０１〜５０３，７０１〜７０３…乗算器 ５１０〜５１２，７１０〜７１２…セレクタ ５０４，５０５，７０４，７０５…加算器 ５０６〜５０９，７０６〜７０９…遅延器 ５２２，５２３，７２２，７２３…反転器 ＭＣＬＫ…システムクロック 101 ... Image sensor 114 ... Synchronizing circuit 106, 107 ... Low-pass filter 110, 117, 118, 724 ... Gamma correction circuit 116 ... Matrix operation circuit 416 ... Matrix operation / gamma correction circuit 501-503, 701-703 ... Multiplier 510-512, 710-712 ... Selector 504, 505, 704, 705 ... Adder 506-509, 706-709 ... Delay device 522, 523, 722, 723 ... Inverter MCLK ... System clock

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 システムクロックに基づいてそれぞれ作
動する手段であって、撮像素子から出力された映像信号
を輝度信号と複数の色信号に分離する分離手段と、該分
離手段により分離された輝度信号と複数の色信号に基づ
いて複数の色差信号を生成すべく行列演算を行う行列演
算手段とを少なくとも有する撮像装置において、 前記行列演算手段は、前記分離手段にて分離された前記
複数の色信号の数ｎを前記システムクロックの周波数ｆ
に対して乗算した周波数ｎｆの間隔で前記複数の色差信
号を生成し、該生成した複数の色差信号をそれぞれシス
テムクロックの周波数ｆの間隔でサンプリングして位相
を揃えて出力するように行列演算を行うことを特徴とす
る撮像装置。1. Separating means for operating based on a system clock, for separating a video signal output from an image sensor into a luminance signal and a plurality of color signals, and a luminance signal separated by the separating means. And an image pickup device having at least a matrix calculation means for performing a matrix calculation to generate a plurality of color difference signals based on the plurality of color signals, wherein the matrix calculation means is the plurality of color signals separated by the separation means. Of the system clock frequency f
A plurality of color difference signals are generated at intervals of a frequency nf multiplied by, and the generated plurality of color difference signals are sampled at intervals of a frequency f of the system clock, and matrix operations are performed so that the phases are aligned and output. An imaging device characterized by performing. 【請求項２】 前記周波数ｎｆの間隔で生成した複数の
色差信号に対して、前記周波数ｆの間隔でサンプリング
して位相を揃えて出力する前にガンマ補正を施すことを
特徴とする請求項１記載の撮像装置。2. The gamma correction is performed on a plurality of color difference signals generated at intervals of the frequency nf before sampling at the intervals of the frequency f and aligning and outputting the phases. The imaging device described.