JP3735867B2 - 輝度信号生成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばＣＣＤ素子を複数枚用いて被写体を撮像してカラー映像信号を得る２板式、或いは３板式のビデオカメラ等に適用して好適な輝度信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤ素子を１枚或いは複数枚使用して被写体を撮像して映像信号として取り出すビデオカメラは一般、業務用を問わず広く使用されている。
【０００３】
特に３板式（ＣＣＤ素子を３枚使用した）のビデオカメラにおいては、色分解プリズムを用いて被写体からの光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分解し、分解して得た赤、緑、青の成分の光を３枚のＣＣＤ素子で夫々光電変換して映像信号（原色信号）として取り出し、３つの映像信号に対して様々な信号処理を施して輝度信号及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得、これらの信号をコンポジット、或いはコンポーネント映像信号として出力することにより、１枚、或いは２枚のＣＣＤ素子を用いたビデオカメラよりも再現性の高い良好な映像信号を得ることができる。
【０００４】
この３板式のビデオカメラの解像度は１枚或いは２枚のＣＣＤ素子を用いたビデオカメラと同じであり、例えばポストテレビジョンとして期待されている高精細度テレビジョン、すなわち、ハイビジョン等のように、ＮＴＳＣ方式で標準とされている解像度よりも更に高い解像度を得るためには、従来においては２つの方法を取らざるを得なかった。
【０００５】
即ち、１つの方法は、単位面積あたりの画素数を増やすことであり、もう１つの方法はＣＣＤ素子の面積を大きくすることによって、ＣＣＤ素子を多数の画素で構成しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した単位面積あたりの画素数を増加する方法は、非常に難しい超微細加工処理を伴うと共に、歩留まりが非常に悪くなる。
【０００７】
また、ＣＣＤ素子の面積を大きくすることによって、ＣＣＤ素子を多数の画素で構成する方法は、歩留まりを悪化させると共に、消費電力を増大させ、更にこのような大きなＣＣＤ素子を登載させるようにビデオカメラを設計した場合、当然、現在の主流となっている小型、軽量の流れに逆らうかの如く、大型で重いビデオカメラとなってしまう。
【０００８】
また、上述した両方法による多画素化に伴って、水平転送効率の悪化や転送スピードの上昇に伴う消費電力の増大等の不都合が生じる。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、物理的画素数を増加させることなく、少なくとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の解像度の２倍以上の解像度の映像信号を得ることのできる輝度信号生成装置を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の撮像素子４及びこの第１の撮像素子４の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置される第２の撮像素子３、５からのＲＧＢ出力信号夫々をＲＧＢごとに加算平均して補間信号を得る補間手段１２、１３、１４と、これらの補間手段１２、１３、１４からの補間信号のみから低域輝度信号を生成する低域輝度信号生成手段１８と、第１及び第２の撮像素子４及び３、５からの出力信号及び補間手段１２、１３、１４からの補間信号とを交互に配置して高域輝度信号成分を生成する高域輝度信号生成手段１９と、低域輝度信号生成手段１８及び高域輝度信号生成手段１９からの低域輝度信号と高域輝度信号とに基いて輝度信号を生成する輝度信号生成手段２０とを有するものである。
【００１１】
更に本発明は上述において、低域輝度信号生成手段１８が生成する低域輝度信号を、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算によって得るようにしたものである。
【００１２】
更に本発明は上述において、高域輝度信号生成手段１９が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算によって得るようにしたものである。
【００１３】
更に本発明は上述において、高域輝度信号生成手段１９が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算によって得るようにしたものである。
【００１４】
更に本発明は上述において、高域輝度信号生成手段１９が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算によって得るようにしたものである。
【００１５】
更に本発明にかかる輝度信号生成装置は、上記輝度信号生成手段が、少なくとも上記第１撮像素子から上記出力を受信するようになった装置であって、更に、第２撮像素子の出力中のｎピクセルに対応する原信号を上記第１撮像素子の出力に加えてその結果を表す和信号を作り、該和信号に１／ｎを乗算し、（但し、ｎは正の整数）、その結果を表す加算平均出力信号を供給する手段と、
該加算平均出力信号に基いて上記第１撮像素子からの出力を補間する手段と、を備え、
それによって、水平及び垂直方向の解像度が少なくとも実質的に２倍に増加されるようになっている。
また、本発明の輝度信号生成装置は、他の観点に従えば、第１及び第２撮像素子、例えばＲＧＢ３原色のＲとＢに対応する撮像素子と、
上記第１及び第２撮像素子の空間的位置と相対的に水平及び垂直方向に１／２ピクセルだけ変位した位置に配置された第３撮像素子（例えばＧに対応する撮像素子）と、
上記第１撮像素子（又は第２撮像素子）からの出力信号（Ｒ又はＢ）に基づき該第１撮像素子（又は第２撮像素子）からの出力信号を補間（ＲＶ又はＢＶ）する第１の補間手段と、
上記第３撮像素子からの出力信号（Ｇ）に基づき該第３撮像素子からの出力信号を補間（ＧＶ）する第２の補間手段と、
上記第１及び第２の補間手段からの出力信号に基いて、低域輝度信号を生成する低域輝度信号生成手段と、
上記第１（又は第２）撮像素子及び第３撮像素子からの出力信号及び上記第１及び第２の補間手段からの補間信号に基いて、高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成手段と、
上記低域輝度信号生成手段及び上記高域輝度信号生成手段からの上記低域輝度信号及び上記高域輝度信号に基いて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、を備えている。
【００１６】
【作用】
上述せる本発明の構成によれば、第１のＣＣＤ素子４及びこの第１のＣＣＤ素子４の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置される第２のＣＣＤ素子３、５からの出力信号を補間手段１２、１３、１４で補間し、この補間手段１２、１３、１４からの出力に基いて低域輝度信号生成手段１８で低域輝度信号を生成し、第１及び第２のＣＣＤ素子４及び３、５からの出力信号及び補間手段１２、１３、１４からの補間信号とに基いて高域輝度信号生成手段１９で高域輝度信号を生成し、低域輝度信号生成手段１８及び高域輝度信号生成手段１９からの低域輝度信号及び高域輝度信号とに基いて輝度信号生成手段２０で輝度信号を生成する。
【００１７】
更に上述において本発明の構成によれば、低域輝度信号生成手段１８において、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算を行って低域輝度信号を得る。
【００１８】
更に上述において本発明の構成によれば、高域輝度信号生成手段１９において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算を行って高域輝度信号を得る。
【００１９】
更に上述において本発明の構成によれば、高域輝度信号生成手段１９において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得る。
【００２０】
更に上述において本発明の構成によれば、高域輝度信号生成手段１９において、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得る。
【００２１】
更に本発明にかかる輝度信号生成装置は、上記輝度信号生成手段が、少なくとも上記第１撮像素子から上記出力を受信するようになっており、更に、
第２撮像素子の出力中のｎピクセルに対応する原信号を上記第１撮像素子の出力に加えてその結果を表す和信号を作り、該和信号に１／ｎを乗算し、（但し、ｎは正の整数）、その結果を表す加算平均出力信号を供給し、
該加算平均出力信号に基いて上記第１撮像素子からの出力を補間し、
それによって、水平及び垂直方向の解像度が少なくとも実質的に２倍に増加される。
【００２２】
【実施例】
以下に、図１を参照して本発明輝度信号生成装置をビデオカメラに適用した一実施例について詳細に説明する。
【００２３】
この図１において、１は図示しない被写体からの光を集光する光学系で、この光学系１で集光された被写体からの光は色分解プリズム２に入射される。この色分解プリズム２に入射された光、即ち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の成分の光は、夫々この色分解プリズム２によって色分解され、図中一点鎖線の矢印で示すように反射及び透過を繰り返した後に対応するＣＣＤ素子３（赤用）、ＣＣＤ素子４（緑用）及びＣＣＤ素子５（青用）に夫々入射される。
【００２４】
これらＣＣＤ素子３、４及び５に夫々入射された赤成分の光（Ｒ）、緑成分の光（Ｇ）及び青成分の光（Ｂ）は夫々ＣＣＤ素子３、４及び５において光電変換された後に図示しない転送パルス発生回路等からの各種パルスによって映像信号（原色信号）として出力され、夫々Ａ−Ｄコンバータ６、７及び８に供給され、これらＡ−Ｄコンバータ６、７及び８においてディジタル映像信号に変換された後にフレームメモリ９、１０及び１１に夫々供給され、これらフレームメモリ９、１０及び１１にフレーム単位で図示しない書き込み／読み出し回路等からの書き込み信号によって記憶される。尚、このフレームメモリ９、１０及び１１は回路処理の時間合わせのためのものなので、フレームメモリでなくともこの目的を達成することのできる素子であれば良い。
【００２５】
ここで、各ＣＣＤ素子３、４及び５は図２Ａに示すように、各画素（図中細かい正方形で示す）の横方向のピッチをＰｘ、縦方向のピッチをＰｙとしたときに、緑用のＣＣＤ素子４の空間的位置に対して赤及び青用ＣＣＤ素子３及び５のピッチが横方向に１／２Ｐｘ、縦方向に１／２Ｐｙずらして配置、即ち、緑用ＣＣＤ素子４の空間的位置に対して赤及び青用ＣＣＤ素子３及び５を斜めにずらした位置（図２Ｂ及びＣ参照）に配置するようにする。
【００２６】
フレームメモリ９、１０及び１１に一旦記憶されたディジタル映像信号は図示しない書き込み／読み出し回路等から供給される読み出し信号によって読み出された後に後述する輝度高域処理回路１９並びに補間回路１２、１３及び１４に夫々供給される。
【００２７】
これら補間回路１２、１３及び１４はフレームメモリ９、１０及び１１から読み出されたディジタル映像信号に対し、次のような方法で補間処理を行う。
【００２８】
即ち、図３に示すように、二重枠で示した正方形を原信号、これ以外の正方形を補間信号（原信号の上下左右斜めの点）としたときに、補間信号ＧＨ１を原信号Ｇ１及びＧ２を加算平均して求め、補間信号ＧＶ１を原信号Ｇ１及びＧ３を加算平均して求め、補間信号ＧＨＶを原信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４を加算平均して求め、補間信号ＧＶ２を原信号Ｇ２及びＧ４を加算平均して求め、補間信号ＧＨ２を原信号Ｇ３及びＧ４を加算平均して求める。この説明においては、Ｇ、即ち、緑成分の映像信号についてであるが、赤及び青の映像信号についても同様の方法で補間処理が行われる。
【００２９】
これを緑（Ｇ）の場合を例にとり、数１に式で示す。
【００３０】
【数１】
ＧＨ１＝１／２（Ｇ１＋Ｇ２）
ＧＶ１＝１／２（Ｇ１＋Ｇ３）
ＧＨＶ＝１／４（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）
【００３１】
尚、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の場合も数１と同様であり、これを数２及び数３の式で示す。
【００３２】
【数２】
ＲＨ１＝１／２（Ｒ１＋Ｒ２）
ＲＶ１＝１／２（Ｒ１＋Ｒ３）
ＲＨＶ＝１／４（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）
【００３３】
【数３】
ＢＨ１＝１／２（Ｂ１＋Ｂ２）
ＢＶ１＝１／２（Ｂ１＋Ｂ３）
ＢＨＶ＝１／４（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）
【００３４】
このような補間処理で得られた補間信号（Ｒ、Ｇ及びＢ）は色処理回路１５、輝度低域処理回路１８及び輝度高域処理回路１９に夫々供給される。
【００３５】
色処理回路１５は、補間回路１２、１３及び１４からの補間信号及び後述する低域輝度信号ＹＬに基いて色差信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬを生成し、これらを出力端子１６及び１７を介して図示しない例えばビデオカメラの他の回路等に供給する。
【００３６】
輝度低域処理回路１８は、補間回路１２、１３及び１４からの補間信号に基いて低域輝度信号ＹＬを生成する。この低域輝度信号ＹＬの生成は例えばＲ、Ｇ及びＢの成分の比率が次の数２の式で示す割合となるようＲ、Ｇ及びＢを混合して得る。
【００３７】
【数４】
ＹＬ（低域輝度信号）＝０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１Ｂ（青）
【００３８】
しかしながら、この低域輝度信号ＹＬの生成時においては補間回路１２、１３及び１４で生成した補間信号を用いるので解像度の向上を図ることができない。
【００３９】
そこで、輝度高域処理回路１９においては、図４に示すように、解像度を向上させるための処理を行う。
【００４０】
図４において、２重枠で示す正方形の内、「Ｇ」と記してあるものは緑（Ｇ）の原信号、「Ｒ」と記してあるものは赤（Ｒ）の原信号、これ以外の正方形の内、「ＧＶ１」と記してあるものは図３において説明したように、緑（Ｇ）の原信号Ｇ１及びＧ３を加算平均して得た補間信号、「ＧＶ２」と記してあるものは図３において説明したように、緑（Ｇ）の原信号Ｇ２及びＧ４を加算平均して得た補間信号、「ＲＶ１」と記してあるものは図３の説明から明らかなように、赤（Ｒ）の原信号Ｒ１及びＲ３を加算平均して得た補間信号、「ＲＶ２」と記してあるものは図３の説明から明かなように、赤（Ｒ）の原信号Ｒ２及びＲ４を加算平均して得た補間信号である。尚、赤（Ｒ）の補間信号の代わりに青（Ｂ）の補間信号を用いる場合、この図４に対応させると、「ＲＶ１」は「ＢＶ１」となり、「ＢＶＩ」は図３の説明から明かなように、青（Ｂ）の原信号Ｂ１及びＢ３を加算平均して得た補間信号であり、「ＲＶ２」は「ＢＶ２」となり、「ＢＶ２」は図３の説明から明かなように、青（Ｂ）の原信号Ｂ２及びＢ４を加算平均して得た補間信号である。
【００４１】
即ち、輝度高域処理回路１９においては、この図４に示すように、例えばｎライン目においては、緑（Ｇ）の原信号と垂直補間のみの赤（Ｒ）の補間信号ＲＶ１、ＲＶ２、・・・・ＲＶｎを交互に並べ配置し、ｎ＋１ライン目においては、赤（Ｒ）の原信号と垂直補間のみの緑（Ｇ）の補間信号ＧＶ１、ＧＶ２、・・・・ＧＶｎを交互に配置するようにする。そしてこれから高域輝度信号ＹＨを得るための式を数５に示す。
【００４２】
【数５】
ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）
【００４３】
尚、青（Ｂ）の補間信号を用いる場合は、例えばｎライン目においては、緑（Ｇ）の原信号と垂直補間のみの青（Ｂ）の補間信号ＢＶ１、ＢＶ２、・・・・ＢＶｎを交互に並べるようにし、ｎ＋１ライン目においては、青（Ｂ）の原信号と垂直補間のみの緑（Ｇ）の補間信号ＧＶ１、ＧＶ２、・・・・ＧＶｎを交互に並べるようにする。そしてこれから高域輝度信号ＹＨを得るための式を数６で示す。
【００４４】
【数６】
ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）
【００４５】
尚、高域輝度信号ＹＨは次に示す数７の式を用いても得ることができる。
【００４６】
【数７】
ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）
【００４７】
この数７で示す式で高域輝度信号ＹＨを得るための配列としては、例えばｎライン目においては、緑（Ｇ）の原信号と垂直補間のみの赤（Ｒ）の補間信号ＲＶ１、ＲＶ２、・・・・ＲＶｎ並びに垂直補間のみの青（Ｂ）の補間信号ＢＶ１、ＢＶ２、・・・・ＢＶｎを加算平均したもの、即ち、ＲＶ１＋ＢＶ１／２、ＲＶ２＋ＢＶ２／２、・・・・ＲＶｎ＋ＢＶｎ／２を交互に並べるようにし、ｎ＋１ライン目においては、赤（Ｒ）の原信号及び青（Ｂ）の原信号の加算平均したものと垂直補間のみの緑（Ｇ）の補間信号ＧＶ１、ＧＶ２、・・・・ＧＶｎを交互に並べるようにする配列が考えられる。
【００４８】
更に、次のような方法によって実現することもできる。即ち、赤（Ｒ）の上下の原信号と、青（Ｂ）の上下の原信号を加算平均したもの、Ｒ＋Ｒ＋Ｂ＋Ｂ／４を緑の原信号と交互に並べた配列である。
【００４９】
さて、以上説明したような処理によって得られた高域輝度信号ＹＨ及び上述した低域輝度信号ＹＬは輝度処理回路２０に供給される。この輝度処理回路２０は輝度低域処理回路１８からの低域輝度信号ＹＬ及び輝度高域処理回路１９からの高域輝度信号ＹＨに基いて輝度信号Ｙを生成する。
【００５０】
ここで、図５を参照してこの輝度処理回路２０における処理を説明する。
【００５１】
図５に示すように、輝度処理回路２０は、少なくとも加算回路２５及び２７、ローパスフィルタ２６を有する。
【００５２】
先ずステップＳＴ１においては、加算回路２５において低域輝度信号ＹＬから高域輝度信号ＹＨが減算され、ステップＳＴ２で示すようになる。
【００５３】
そして加算回路２５から出力されたステップＳＴ２に示す加算出力は、ステップＳＴ３に示すようにローパスフィルタ２６に供給され、このステップＳＴ３に示すように低域濾波されたものとなる。
【００５４】
続いてステップＳＴ４においては、加算回路２７により、ステップＳＴ３で得られた低域濾波出力とステップＳＴ１で入力された高域輝度信号ＹＨが加算されることにより、ステップＳＴ１に示した入力高域輝度信号ＹＨの低域部分がステップＳＴ３の高域輝度信号−ＹＨの低域部分で相殺され、このステップＳＴ４に示すように、低域輝度信号ＹＬの低域部分と高域輝度信号ＹＨの高域部分の混合された輝度信号Ｙとなる。
【００５５】
そしてこの輝度信号Ｙは出力端子２１を介して図示しないビデオカメラの他の回路等に供給される。
【００５６】
出力端子１６及び１７から出力される色差信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬと、出力端子２１から出力される輝度信号Ｙから生成したカラー映像信号を例えばモニタ等に供給し、その管面に画像として映出させた場合、従来と同じ画素数のＣＣＤ素子を用いているのにもかかわらず、水平方向においては２倍の画素数と等化となり、２倍の解像度を得ることができる。
【００５７】
ところで、垂直方向は原信号と原信号の垂直補間信号で映像信号を構成させているので、２倍の画素数とは同等ではないが、解像度は向上する。尚、２次元フィルタで処理するのであれば、垂直方向には原信号と水平補間信号を用いることができ、水平と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
このように、本例においては、緑（Ｇ）用ＣＣＤ素子４の空間的位置に対して縦横１／２ピッチずつ、即ち、斜めにずらした赤（Ｒ）用ＣＣＤ素子３及び青（Ｂ）用ＣＣＤ素子５を用いて映像信号を得ると共に、緑（Ｇ）用ＣＣＤ素子４からの信号と赤（Ｒ）及び青（Ｂ）用ＣＣＤ素子からの映像信号の補間信号の内、垂直補間信号とを高域輝度信号ＹＨの生成用とし、高域輝度信号ＹＨの生成時の混合比として０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）等を用いて高域輝度信号ＹＨを得、一方、低域輝度信号ＹＬを０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）を用いて生成し、更に輝度処理回路２０において低域輝度信号ＹＬの低域部分及び高域輝度信号ＹＨの高域部分からなる輝度信号Ｙを得るようにしたので、従来使用されてきたＣＣＤ素子と同じ画素数のＣＣＤ素子を用いて水平方向においては２倍の画素数のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な映像信号を得ることができ、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、物理的画素数を増加させることなく、少なくとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の解像度の２倍以上の解像度の映像信号を得ることができる。
【００５９】
また、上述から明かなように、ＣＣＤ素子の画素数を増加させていないので、消費電力の増大、歩留まりの悪化等、ＣＣＤ素子の画素数を増加させることによって生じる様々な不都合が生じることがない。
【００６０】
尚、上述の実施例は本発明の一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得ることは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
上述せる本発明によれば、第１のＣＣＤ素子及びこの第１のＣＣＤ素子の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置される第２のＣＣＤ素子からの出力信号を補間手段で補間し、この補間手段からの出力に基いて低域輝度信号生成手段で低域輝度信号を生成し、第１及び第２のＣＣＤ素子からの出力信号及び補間手段からの補間信号とに基いて高域輝度信号生成手段で高域輝度信号を生成し、低域輝度信号生成手段及び高域輝度信号生成手段からの低域輝度信号及び高域輝度信号とに基いて輝度信号生成手段で輝度信号を生成するようにしたので、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、物理的画素数を増加させることなく、少なくとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の解像度の２倍以上の解像度の映像信号を得ることができる。
【００６２】
更に上述において本発明によれば、低域輝度信号生成手段において、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算を行って低域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、良好な低域輝度信号を得ることができる。
【００６３】
更に上述において本発明によれば、高域輝度信号生成手段において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算を行って高域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【００６４】
更に上述において本発明によれば、高域輝度信号生成手段において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な、且つ、良好な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【００６５】
更に上述において本発明によれば、高域輝度信号生成手段において、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な、且つ、良好な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【００６６】
更に上述において本発明によれば、輝度信号生成手段において、第２のＣＣＤ素子のｎ個の画素に対応する原信号を加算し、加算して得た結果に１／ｎを乗じて第１のＣＣＤ素子の補間すべき画素信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な、且つ、良好な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明輝度信号生成装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供する説明図である。
【図３】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供する説明図である。
【図４】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供する説明図である。
【図５】本発明輝度信号生成装置の一実施例の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
３ ＣＣＤ素子（赤）
４ ＣＣＤ素子（緑）
５ ＣＣＤ素子（青）
１２、１３、１４ 補間回路
１８ 輝度低域処理回路
１９ 輝度高域処理回路
２０ 輝度処理回路
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばＣＣＤ素子を複数枚用いて被写体を撮像してカラー映像信号を得る２板式、或いは３板式のビデオカメラ等に適用して好適な輝度信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤ素子を１枚或いは複数枚使用して被写体を撮像して映像信号として取り出すビデオカメラは一般、業務用を問わず広く使用されている。
【０００３】
特に３板式（ＣＣＤ素子を３枚使用した）のビデオカメラにおいては、色分解プリズムを用いて被写体からの光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分解し、分解して得た赤、緑、青の成分の光を３枚のＣＣＤ素子で夫々光電変換して映像信号（原色信号）として取り出し、３つの映像信号に対して様々な信号処理を施して輝度信号及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得、これらの信号をコンポジット、或いはコンポーネント映像信号として出力することにより、１枚、或いは２枚のＣＣＤ素子を用いたビデオカメラよりも再現性の高い良好な映像信号を得ることができる。
【０００４】
この３板式のビデオカメラの解像度は１枚或いは２枚のＣＣＤ素子を用いたビデオカメラと同じであり、例えばポストテレビジョンとして期待されている高精細度テレビジョン、すなわち、ハイビジョン等のように、ＮＴＳＣ方式で標準とされている解像度よりも更に高い解像度を得るためには、従来においては２つの方法を取らざるを得なかった。
【０００５】
即ち、１つの方法は、単位面積あたりの画素数を増やすことであり、もう１つの方法はＣＣＤ素子の面積を大きくすることによって、ＣＣＤ素子を多数の画素で構成しようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した単位面積あたりの画素数を増加する方法は、非常に難しい超微細加工処理を伴うと共に、歩留まりが非常に悪くなる。
【０００７】
また、ＣＣＤ素子の面積を大きくすることによって、ＣＣＤ素子を多数の画素で構成する方法は、歩留まりを悪化させると共に、消費電力を増大させ、更にこのような大きなＣＣＤ素子を登載させるようにビデオカメラを設計した場合、当然、現在の主流となっている小型、軽量の流れに逆らうかの如く、大型で重いビデオカメラとなってしまう。
【０００８】
また、上述した両方法による多画素化に伴って、水平転送効率の悪化や転送スピードの上昇に伴う消費電力の増大等の不都合が生じる。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、物理的画素数を増加させることなく、少なくとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の解像度の２倍以上の解像度の映像信号を得ることのできる輝度信号生成装置を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の撮像素子４及びこの第１の撮像素子４の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置される第２の撮像素子３、５からのＲＧＢ出力信号夫々をＲＧＢごとに加算平均して補間信号を得る補間手段１２、１３、１４と、これらの補間手段１２、１３、１４からの補間信号のみから低域輝度信号を生成する低域輝度信号生成手段１８と、第１及び第２の撮像素子４及び３、５からの出力信号及び補間手段１２、１３、１４からの補間信号とを交互に配置して高域輝度信号成分を生成する高域輝度信号生成手段１９と、低域輝度信号生成手段１８及び高域輝度信号生成手段１９からの低域輝度信号と高域輝度信号とに基いて輝度信号を生成する輝度信号生成手段２０とを有するものである。
【００１１】
更に本発明は上述において、低域輝度信号生成手段１８が生成する低域輝度信号を、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算によって得るようにしたものである。
【００１２】
更に本発明は上述において、高域輝度信号生成手段１９が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算によって得るようにしたものである。
【００１３】
更に本発明は上述において、高域輝度信号生成手段１９が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算によって得るようにしたものである。
【００１４】
更に本発明は上述において、高域輝度信号生成手段１９が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算によって得るようにしたものである。
【００１５】
更に本発明にかかる輝度信号生成装置は、上記輝度信号生成手段が、少なくとも上記第１撮像素子から上記出力を受信するようになった装置であって、更に、第２撮像素子の出力中のｎピクセルに対応する原信号を上記第１撮像素子の出力に加えてその結果を表す和信号を作り、該和信号に１／ｎを乗算し、（但し、ｎは正の整数）、その結果を表す加算平均出力信号を供給する手段と、
該加算平均出力信号に基いて上記第１撮像素子からの出力を補間する手段と、を備え、
それによって、水平及び垂直方向の解像度が少なくとも実質的に２倍に増加されるようになっている。
また、本発明の輝度信号生成装置は、他の観点に従えば、第１及び第２撮像素子、例えばＲＧＢ３原色のＲとＢに対応する撮像素子と、
上記第１及び第２撮像素子の空間的位置と相対的に水平及び垂直方向に１／２ピクセルだけ変位した位置に配置された第３撮像素子（例えばＧに対応する撮像素子）と、
上記第１撮像素子（又は第２撮像素子）からの出力信号（Ｒ又はＢ）に基づき該第１撮像素子（又は第２撮像素子）からの出力信号を補間（ＲＶ又はＢＶ）する第１の補間手段と、
上記第３撮像素子からの出力信号（Ｇ）に基づき該第３撮像素子からの出力信号を補間（ＧＶ）する第２の補間手段と、
上記第１及び第２の補間手段からの出力信号に基いて、低域輝度信号を生成する低域輝度信号生成手段と、
上記第１（又は第２）撮像素子及び第３撮像素子からの出力信号及び上記第１及び第２の補間手段からの補間信号に基いて、高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成手段と、
上記低域輝度信号生成手段及び上記高域輝度信号生成手段からの上記低域輝度信号及び上記高域輝度信号に基いて、輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、を備えている。
【００１６】
【作用】
上述せる本発明の構成によれば、第１のＣＣＤ素子４及びこの第１のＣＣＤ素子４の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置される第２のＣＣＤ素子３、５からの出力信号を補間手段１２、１３、１４で補間し、この補間手段１２、１３、１４からの出力に基いて低域輝度信号生成手段１８で低域輝度信号を生成し、第１及び第２のＣＣＤ素子４及び３、５からの出力信号及び補間手段１２、１３、１４からの補間信号とに基いて高域輝度信号生成手段１９で高域輝度信号を生成し、低域輝度信号生成手段１８及び高域輝度信号生成手段１９からの低域輝度信号及び高域輝度信号とに基いて輝度信号生成手段２０で輝度信号を生成する。
【００１７】
更に上述において本発明の構成によれば、低域輝度信号生成手段１８において、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算を行って低域輝度信号を得る。
【００１８】
更に上述において本発明の構成によれば、高域輝度信号生成手段１９において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算を行って高域輝度信号を得る。
【００１９】
更に上述において本発明の構成によれば、高域輝度信号生成手段１９において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得る。
【００２０】
更に上述において本発明の構成によれば、高域輝度信号生成手段１９において、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得る。
【００２１】
更に本発明にかかる輝度信号生成装置は、上記輝度信号生成手段が、少なくとも上記第１撮像素子から上記出力を受信するようになっており、更に、
第２撮像素子の出力中のｎピクセルに対応する原信号を上記第１撮像素子の出力に加えてその結果を表す和信号を作り、該和信号に１／ｎを乗算し、（但し、ｎは正の整数）、その結果を表す加算平均出力信号を供給し、
該加算平均出力信号に基いて上記第１撮像素子からの出力を補間し、
それによって、水平及び垂直方向の解像度が少なくとも実質的に２倍に増加される。
【００２２】
【実施例】
以下に、図１を参照して本発明輝度信号生成装置をビデオカメラに適用した一実施例について詳細に説明する。
【００２３】
この図１において、１は図示しない被写体からの光を集光する光学系で、この光学系１で集光された被写体からの光は色分解プリズム２に入射される。この色分解プリズム２に入射された光、即ち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の成分の光は、夫々この色分解プリズム２によって色分解され、図中一点鎖線の矢印で示すように反射及び透過を繰り返した後に対応するＣＣＤ素子３（赤用）、ＣＣＤ素子４（緑用）及びＣＣＤ素子５（青用）に夫々入射される。
【００２４】
これらＣＣＤ素子３、４及び５に夫々入射された赤成分の光（Ｒ）、緑成分の光（Ｇ）及び青成分の光（Ｂ）は夫々ＣＣＤ素子３、４及び５において光電変換された後に図示しない転送パルス発生回路等からの各種パルスによって映像信号（原色信号）として出力され、夫々Ａ−Ｄコンバータ６、７及び８に供給され、これらＡ−Ｄコンバータ６、７及び８においてディジタル映像信号に変換された後にフレームメモリ９、１０及び１１に夫々供給され、これらフレームメモリ９、１０及び１１にフレーム単位で図示しない書き込み／読み出し回路等からの書き込み信号によって記憶される。尚、このフレームメモリ９、１０及び１１は回路処理の時間合わせのためのものなので、フレームメモリでなくともこの目的を達成することのできる素子であれば良い。
【００２５】
ここで、各ＣＣＤ素子３、４及び５は図２Ａに示すように、各画素（図中細かい正方形で示す）の横方向のピッチをＰｘ、縦方向のピッチをＰｙとしたときに、緑用のＣＣＤ素子４の空間的位置に対して赤及び青用ＣＣＤ素子３及び５のピッチが横方向に１／２Ｐｘ、縦方向に１／２Ｐｙずらして配置、即ち、緑用ＣＣＤ素子４の空間的位置に対して赤及び青用ＣＣＤ素子３及び５を斜めにずらした位置（図２Ｂ及びＣ参照）に配置するようにする。
【００２６】
フレームメモリ９、１０及び１１に一旦記憶されたディジタル映像信号は図示しない書き込み／読み出し回路等から供給される読み出し信号によって読み出された後に後述する輝度高域処理回路１９並びに補間回路１２、１３及び１４に夫々供給される。
【００２７】
これら補間回路１２、１３及び１４はフレームメモリ９、１０及び１１から読み出されたディジタル映像信号に対し、次のような方法で補間処理を行う。
【００２８】
即ち、図３に示すように、二重枠で示した正方形を原信号、これ以外の正方形を補間信号（原信号の上下左右斜めの点）としたときに、補間信号ＧＨ１を原信号Ｇ１及びＧ２を加算平均して求め、補間信号ＧＶ１を原信号Ｇ１及びＧ３を加算平均して求め、補間信号ＧＨＶを原信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４を加算平均して求め、補間信号ＧＶ２を原信号Ｇ２及びＧ４を加算平均して求め、補間信号ＧＨ２を原信号Ｇ３及びＧ４を加算平均して求める。この説明においては、Ｇ、即ち、緑成分の映像信号についてであるが、赤及び青の映像信号についても同様の方法で補間処理が行われる。
【００２９】
これを緑（Ｇ）の場合を例にとり、数１に式で示す。
【００３０】
【数１】
ＧＨ１＝１／２（Ｇ１＋Ｇ２）
ＧＶ１＝１／２（Ｇ１＋Ｇ３）
ＧＨＶ＝１／４（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）
【００３１】
尚、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の場合も数１と同様であり、これを数２及び数３の式で示す。
【００３２】
【数２】
ＲＨ１＝１／２（Ｒ１＋Ｒ２）
ＲＶ１＝１／２（Ｒ１＋Ｒ３）
ＲＨＶ＝１／４（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）
【００３３】
【数３】
ＢＨ１＝１／２（Ｂ１＋Ｂ２）
ＢＶ１＝１／２（Ｂ１＋Ｂ３）
ＢＨＶ＝１／４（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）
【００３４】
このような補間処理で得られた補間信号（Ｒ、Ｇ及びＢ）は色処理回路１５、輝度低域処理回路１８及び輝度高域処理回路１９に夫々供給される。
【００３５】
色処理回路１５は、補間回路１２、１３及び１４からの補間信号及び後述する低域輝度信号ＹＬに基いて色差信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬを生成し、これらを出力端子１６及び１７を介して図示しない例えばビデオカメラの他の回路等に供給する。
【００３６】
輝度低域処理回路１８は、補間回路１２、１３及び１４からの補間信号に基いて低域輝度信号ＹＬを生成する。この低域輝度信号ＹＬの生成は例えばＲ、Ｇ及びＢの成分の比率が次の数２の式で示す割合となるようＲ、Ｇ及びＢを混合して得る。
【００３７】
【数４】
ＹＬ（低域輝度信号）＝０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１Ｂ（青）
【００３８】
しかしながら、この低域輝度信号ＹＬの生成時においては補間回路１２、１３及び１４で生成した補間信号を用いるので解像度の向上を図ることができない。
【００３９】
そこで、輝度高域処理回路１９においては、図４に示すように、解像度を向上させるための処理を行う。
【００４０】
図４において、２重枠で示す正方形の内、「Ｇ」と記してあるものは緑（Ｇ）の原信号、「Ｒ」と記してあるものは赤（Ｒ）の原信号、これ以外の正方形の内、「ＧＶ１」と記してあるものは図３において説明したように、緑（Ｇ）の原信号Ｇ１及びＧ３を加算平均して得た補間信号、「ＧＶ２」と記してあるものは図３において説明したように、緑（Ｇ）の原信号Ｇ２及びＧ４を加算平均して得た補間信号、「ＲＶ１」と記してあるものは図３の説明から明らかなように、赤（Ｒ）の原信号Ｒ１及びＲ３を加算平均して得た補間信号、「ＲＶ２」と記してあるものは図３の説明から明かなように、赤（Ｒ）の原信号Ｒ２及びＲ４を加算平均して得た補間信号である。尚、赤（Ｒ）の補間信号の代わりに青（Ｂ）の補間信号を用いる場合、この図４に対応させると、「ＲＶ１」は「ＢＶ１」となり、「ＢＶＩ」は図３の説明から明かなように、青（Ｂ）の原信号Ｂ１及びＢ３を加算平均して得た補間信号であり、「ＲＶ２」は「ＢＶ２」となり、「ＢＶ２」は図３の説明から明かなように、青（Ｂ）の原信号Ｂ２及びＢ４を加算平均して得た補間信号である。
【００４１】
即ち、輝度高域処理回路１９においては、この図４に示すように、例えばｎライン目においては、緑（Ｇ）の原信号と垂直補間のみの赤（Ｒ）の補間信号ＲＶ１、ＲＶ２、・・・・ＲＶｎを交互に並べ配置し、ｎ＋１ライン目においては、赤（Ｒ）の原信号と垂直補間のみの緑（Ｇ）の補間信号ＧＶ１、ＧＶ２、・・・・ＧＶｎを交互に配置するようにする。そしてこれから高域輝度信号ＹＨを得るための式を数５に示す。
【００４２】
【数５】
ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）
【００４３】
尚、青（Ｂ）の補間信号を用いる場合は、例えばｎライン目においては、緑（Ｇ）の原信号と垂直補間のみの青（Ｂ）の補間信号ＢＶ１、ＢＶ２、・・・・ＢＶｎを交互に並べるようにし、ｎ＋１ライン目においては、青（Ｂ）の原信号と垂直補間のみの緑（Ｇ）の補間信号ＧＶ１、ＧＶ２、・・・・ＧＶｎを交互に並べるようにする。そしてこれから高域輝度信号ＹＨを得るための式を数６で示す。
【００４４】
【数６】
ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）
【００４５】
尚、高域輝度信号ＹＨは次に示す数７の式を用いても得ることができる。
【００４６】
【数７】
ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）
【００４７】
この数７で示す式で高域輝度信号ＹＨを得るための配列としては、例えばｎライン目においては、緑（Ｇ）の原信号と垂直補間のみの赤（Ｒ）の補間信号ＲＶ１、ＲＶ２、・・・・ＲＶｎ並びに垂直補間のみの青（Ｂ）の補間信号ＢＶ１、ＢＶ２、・・・・ＢＶｎを加算平均したもの、即ち、ＲＶ１＋ＢＶ１／２、ＲＶ２＋ＢＶ２／２、・・・・ＲＶｎ＋ＢＶｎ／２を交互に並べるようにし、ｎ＋１ライン目においては、赤（Ｒ）の原信号及び青（Ｂ）の原信号の加算平均したものと垂直補間のみの緑（Ｇ）の補間信号ＧＶ１、ＧＶ２、・・・・ＧＶｎを交互に並べるようにする配列が考えられる。
【００４８】
更に、次のような方法によって実現することもできる。即ち、赤（Ｒ）の上下の原信号と、青（Ｂ）の上下の原信号を加算平均したもの、Ｒ＋Ｒ＋Ｂ＋Ｂ／４を緑の原信号と交互に並べた配列である。
【００４９】
さて、以上説明したような処理によって得られた高域輝度信号ＹＨ及び上述した低域輝度信号ＹＬは輝度処理回路２０に供給される。この輝度処理回路２０は輝度低域処理回路１８からの低域輝度信号ＹＬ及び輝度高域処理回路１９からの高域輝度信号ＹＨに基いて輝度信号Ｙを生成する。
【００５０】
ここで、図５を参照してこの輝度処理回路２０における処理を説明する。
【００５１】
図５に示すように、輝度処理回路２０は、少なくとも加算回路２５及び２７、ローパスフィルタ２６を有する。
【００５２】
先ずステップＳＴ１においては、加算回路２５において低域輝度信号ＹＬから高域輝度信号ＹＨが減算され、ステップＳＴ２で示すようになる。
【００５３】
そして加算回路２５から出力されたステップＳＴ２に示す加算出力は、ステップＳＴ３に示すようにローパスフィルタ２６に供給され、このステップＳＴ３に示すように低域濾波されたものとなる。
【００５４】
続いてステップＳＴ４においては、加算回路２７により、ステップＳＴ３で得られた低域濾波出力とステップＳＴ１で入力された高域輝度信号ＹＨが加算されることにより、ステップＳＴ１に示した入力高域輝度信号ＹＨの低域部分がステップＳＴ３の高域輝度信号−ＹＨの低域部分で相殺され、このステップＳＴ４に示すように、低域輝度信号ＹＬの低域部分と高域輝度信号ＹＨの高域部分の混合された輝度信号Ｙとなる。
【００５５】
そしてこの輝度信号Ｙは出力端子２１を介して図示しないビデオカメラの他の回路等に供給される。
【００５６】
出力端子１６及び１７から出力される色差信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬと、出力端子２１から出力される輝度信号Ｙから生成したカラー映像信号を例えばモニタ等に供給し、その管面に画像として映出させた場合、従来と同じ画素数のＣＣＤ素子を用いているのにもかかわらず、水平方向においては２倍の画素数と等化となり、２倍の解像度を得ることができる。
【００５７】
ところで、垂直方向は原信号と原信号の垂直補間信号で映像信号を構成させているので、２倍の画素数とは同等ではないが、解像度は向上する。尚、２次元フィルタで処理するのであれば、垂直方向には原信号と水平補間信号を用いることができ、水平と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
このように、本例においては、緑（Ｇ）用ＣＣＤ素子４の空間的位置に対して縦横１／２ピッチずつ、即ち、斜めにずらした赤（Ｒ）用ＣＣＤ素子３及び青（Ｂ）用ＣＣＤ素子５を用いて映像信号を得ると共に、緑（Ｇ）用ＣＣＤ素子４からの信号と赤（Ｒ）及び青（Ｂ）用ＣＣＤ素子からの映像信号の補間信号の内、垂直補間信号とを高域輝度信号ＹＨの生成用とし、高域輝度信号ＹＨの生成時の混合比として０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）等を用いて高域輝度信号ＹＨを得、一方、低域輝度信号ＹＬを０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）を用いて生成し、更に輝度処理回路２０において低域輝度信号ＹＬの低域部分及び高域輝度信号ＹＨの高域部分からなる輝度信号Ｙを得るようにしたので、従来使用されてきたＣＣＤ素子と同じ画素数のＣＣＤ素子を用いて水平方向においては２倍の画素数のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な映像信号を得ることができ、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、物理的画素数を増加させることなく、少なくとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の解像度の２倍以上の解像度の映像信号を得ることができる。
【００５９】
また、上述から明かなように、ＣＣＤ素子の画素数を増加させていないので、消費電力の増大、歩留まりの悪化等、ＣＣＤ素子の画素数を増加させることによって生じる様々な不都合が生じることがない。
【００６０】
尚、上述の実施例は本発明の一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得ることは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
上述せる本発明によれば、第１のＣＣＤ素子及びこの第１のＣＣＤ素子の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置される第２のＣＣＤ素子からの出力信号を補間手段で補間し、この補間手段からの出力に基いて低域輝度信号生成手段で低域輝度信号を生成し、第１及び第２のＣＣＤ素子からの出力信号及び補間手段からの補間信号とに基いて高域輝度信号生成手段で高域輝度信号を生成し、低域輝度信号生成手段及び高域輝度信号生成手段からの低域輝度信号及び高域輝度信号とに基いて輝度信号生成手段で輝度信号を生成するようにしたので、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、物理的画素数を増加させることなく、少なくとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の解像度の２倍以上の解像度の映像信号を得ることができる。
【００６２】
更に上述において本発明によれば、低域輝度信号生成手段において、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算を行って低域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、良好な低域輝度信号を得ることができる。
【００６３】
更に上述において本発明によれば、高域輝度信号生成手段において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算を行って高域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【００６４】
更に上述において本発明によれば、高域輝度信号生成手段において、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な、且つ、良好な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【００６５】
更に上述において本発明によれば、高域輝度信号生成手段において、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算を行って高域輝度信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な、且つ、良好な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【００６６】
更に上述において本発明によれば、輝度信号生成手段において、第２のＣＣＤ素子のｎ個の画素に対応する原信号を加算し、加算して得た結果に１／ｎを乗じて第１のＣＣＤ素子の補間すべき画素信号を得るようにしたので、上述の効果に加え、水平方向において略画素数が２倍のＣＣＤ素子を用いて得た映像信号と等化な、且つ、良好な映像信号を得ることができると共に、垂直方向においては２倍の解像度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明輝度信号生成装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供する説明図である。
【図３】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供する説明図である。
【図４】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供する説明図である。
【図５】本発明輝度信号生成装置の一実施例の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
３ ＣＣＤ素子（赤）
４ ＣＣＤ素子（緑）
５ ＣＣＤ素子（青）
１２、１３、１４ 補間回路
１８ 輝度低域処理回路
１９ 輝度高域処理回路
２０ 輝度処理回路
Claims (5)
- 第１の撮像素子からの横方向に隣接する画素の信号を加算平均して横方向に隣接する画素の間に第１の補間信号を得、上記第１の撮像素子からの縦方向に隣接する画素の信号を加算平均して縦方向に隣接する画素の間に第２の補間信号を得、上記第１の撮像素子からの横方向及び縦方向に隣接する４つの画素の信号を加算平均して横方向及び縦方向に隣接する４つの画素の中央に第３の補間信号を得る第１の補間手段と、
上記第１の撮像素子の画素の空間的位置に対して横方向に１／２ピッチ及び縦方向に１／２ピッチずらした位置に画素を配置した第２の撮像素子からの横方向に隣接する画素の信号を加算平均して横方向に隣接する画素の間に第４の補間信号を得、上記第２の撮像素子からの縦方向に隣接する画素の信号を加算平均して縦方向に隣接する画素の間に第５の補間信号を得、上記第２の撮像素子からの横方向及び縦方向に隣接する４つの画素の信号を加算平均して横方向及び縦方向に隣接する４つの画素の中央に第６の補間信号を得る第２の補間手段と、
上記第１の補間手段及び上記第２の補間手段からの出力信号から低域輝度信号を生成する低域輝度信号生成手段と、
上記第１及び第２の撮像素子からの出力信号と上記第１及び第２の補間手段からの補間信号とを画素ごとに交互に配置して高域輝度信号成分を生成する高域輝度信号生成手段と、
上記低域輝度信号生成手段及び上記高域輝度信号生成手段からの低域輝度信号と高域輝度信号とに基いて輝度信号を生成する輝度信号生成手段とを有することを特徴とする
輝度信号生成装置。 - 請求項１に記載の輝度信号生成装置において、
上記第１の補間手段からの出力信号はＧ信号、上記第２の補間手段からの出力信号はＲ信号及びＢ信号であり、
上記低域輝度信号生成手段が生成する低域輝度信号を、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算によって得るようにしたことを特徴とする
輝度信号生成装置。 - 請求項１に記載の輝度信号生成装置において、
上記第１の補間手段からの出力信号はＧ信号、上記第２の補間手段からの出力信号はＲ信号及びＢ信号であり、
上記高域輝度信号生成手段が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｒ（赤）の演算によって得るようにしたことを特徴とする
輝度信号生成装置。 - 請求項１に記載の輝度信号生成装置において、
上記第１の補間手段からの出力信号はＧ信号、上記第２の補間手段からの出力信号はＲ信号及びＢ信号であり、
上記高域輝度信号生成手段が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．５Ｂ（青）の演算によって得るようにしたことを特徴とする
輝度信号生成装置。 - 請求項１に記載の輝度信号生成装置において、
上記第１の補間手段からの出力信号はＧ信号、上記第２の補間手段からの出力信号はＲ信号及びＢ信号であり、
上記高域輝度信号生成手段が生成する高域輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算によって得るようにしたことを特徴とする
輝度信号生成装置。
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