JPS5842675B2 - エイゾウシンゴウゴウセイホウシキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水平周期毎に信号が欠除した映像信号から連
続した映像信号を得る映像信号合成方式固体撮像素子を
用いた固体撮像装置において、必要な走査線数に対して
固体撮像素子の垂直方向の画素数が半分しかない場合に
は、必要な走査線数の映像信号に変換しなければならな
い。

したがって本発明の目的は、必要な走査線数に対して垂
直方向の画素数が半分しかない撮像装置を用いて必要な
走査線数の映像信号を得るのに適した映像信号合成方式
を提供することである。

本発明によれば、水平周期毎に信号が欠除した入力映像
信号を水平周期（以下Ｈという）単位で遅延させて複数
個のｎＨ遅延映像信号（ｎは整数）をつくり、映像信号
が隣り合った走査線間で極めて大きい相関関係を有する
ことを利用して、隣り合った走査線間の映像信号を混合
して欠除した部分の映像信号を得るようにした映像信号
合成方式％式％ 本発明による映像信号合成方式は大別すると次の二つの
方法を含んでいる。

第一の方法は、入力映像信号、ＩＨ遅延映像信号、およ
び入力映像信号と２Ｈ遅延映像信号との混合映像信号の
三種類の映像信号のうちいずれか二つの映像信号から連
続した映像信号を得る方法である。

第二の方法は、入力映像信号と２Ｈ遅延映像信号との混
合映像信号、ＩＨ遅遅延映信信号よびｉＨＨ延映像信号
と３Ｈ遅延映像信号との混合映像信号の三種類の映像信
号のうちいずれか二つの映像信号を水平周期毎かつ垂直
周期毎に切替えることによって連続した映像信号を得る
方法である。

本発明による映像信号合成方式を用いれば、連続した入
力映像信号の走査線数を２倍にした映像信号を得ること
もできる。

すなわち、連続した入力映像信号（水平周期毎に信号が
欠除していない通常の映像信号）を−走査線毎に１／２
の時間圧縮をして水平周期毎に信号の欠除した映像信号
をつくり、本発明による映像信号合成方式を用いて連続
した映像信号を得れば、入力映像信号の走査線を２倍に
した映像信号が得られる。

これは、例えば帯域圧縮装置の受信側装置として利用さ
れ得る。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１〜４図を参照すると、前述の第一の方法により得ら
れる映像信号の走査線の配列と入力映像信号源の固体撮
像素子の垂直方向素子配列と゛の関係が示されている。

これらの図において（ａ）および（ｅ）はそれぞれ合成
された映像信号の奇数および偶数フィールドでの走査線
の配列を示す。

（ｂ）は合成される前の入力映像信号を得る固体撮像素
子の垂直方向の素子配列を示し、実線部分が奇数フィー
ルドで読み出される素子を、点線部分が偶数フィールド
で読み出される素子をそれぞれ示している。

固体撮像素子の素子配列において垂直方向の間隔は互い
に等しく設定されてい゛る。

この固体撮像素子からはＩＨ期間読み出しく例えば線ｎ
−１を）、次のＩＨ期間は読み出さず（信号欠除）、さ
らに次のＩＨは次の線（ｎ）を読み出すよう□に、２Ｈ
周期でＩＨ期間読み出す。

さらに、奇数フィールドにおける読み出しと偶数フィー
ルドにおける読み出しとの関係は第１〜４図ごとに決め
られている。

まず第１図に示された映像信号合成方式においては、入
力映像信号として固体撮像素子から読み出される映像信
号は、奇数フィールドでは２Ｈ周期でＩＨ期間だげ線ｎ
−１、ｎ 、ｎ’＋’ｉ ） ｎ＋２・・・・・・
・パの順に読み出され、偶数フィールドにおいても２Ｈ
周期でＩＨ期間だげ線ｎ’＝１ 、’６”、 １１’十
ｉ 、 ｎ’＋２・・・・・・・・・の順に読み出され
る。

奇数フィー■ ルドと偶数フィールドとは−Ｈだけ離れている。

このようにして読み出され泪夾像信号を、第６図に示す
映像信号合成装置の入力端子１に加える。

この入力映像信号はＩＨＨ延手段２および２Ｈ遅延手段
３においてそれぞれ遅延されてＩＨおよび２Ｈ遅延映像
信号となる。

２■遅延信号は混合器４に加えられて入力映像信号（Ｏ
Ｈ遅延映像信号）と混合される。

ＩＨＨ延信号と混合器４からの混合映像信号とは切替器
５に加えられ、切替信号発生器６からの切替信号に制御
されて水平周期毎に切り替られて、第５図Ａに示すよう
な連続した映像信号となる。

第５図において、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ奇数お
よび偶数フィールドの映像信号を表わし、矢印は入力映
像信号が隣接する走査線間で相関が強い場合には、矢印
の方向に類似した信号となるこ゛とを示している。

第５図Ａの信号ｎ 、 ｎ’、 ｎ＋１ 、 ｎ”十１
は１Ｈ遅延手段２からのＩＨＨ延信号で、また信号（ｎ
−１） ＋ｎ ｊ （ｎ’−１’） 十ｎ’、 ｎ＋（
ｎ＋１ ） ｔ ｎ’ ＋（ｎ’＋１ ）は混合器４か
らの混合映像信号であり、それぞｔ’Ｌ（ａ）の奇数フ
ィールドについては、（ｎ−１）＋ｎ、ｎ 、 ｎ＋（
ｎ−（１） ７ｎ＋１．・・・・・・・・・、（ｂ）の
偶数フィールドについては、（’ｎ”−１）＋ｎ’、
ｎ’、 ｎ’十（ｎ’＋１ ） 、 ｎ’＋１ 。

・・・・・・・・・となるように、ＩＨＨ延手段２から
のＩＨＨ延信号と混合器４からの混合映像信号とを切替
器５で選択的に切替えて出力すればよい。

なお、第１図の方法においては、切替器５への入力映像
信号の供給および垂直周期毎の切替は不要である。

第２図に示された谷成方式においては、入力映像信号の
奇数フィールドと偶数フィールドとが戸Ｈ離れている以
外は第１図の場合と全く同様であり、合成された映像信
号は第５図Ｂのようになる。

すなわち、合成された信号においては、第５図Ａのｎに
対するｎ／’め位置と第５図Ｂのｎに対するｎ’の位置
との違いがあるのみである。

第３図および第４図に使われる入力映像信号は、第１図
および第２図め鳩舎の入力映像信号とそれぞ゛れ向じで
あり、合成された映像信号において偶奇いずれかのフィ
ールドの映像信号が、入力映像信号とＩｎ遅延映像信奇
とを水平周期毎に切替えた信号でありミ他のフィールド
は第１図および第２図の方法と全く同様にして得られた
ものである。

すなわち、第５図Ｃの（ａ）および第５図りの（ｂ）は
第５図ＡおよびＢと同じ方法で合成された信号である。

第５図Ｃの（ｂ）およびＤの（ａ）において、同じ信号
が２Ｈ期間連続しているが、これは最初の信号が入力映
像信号と同時タイミング（ｏＨＨ延信号）であり、次の
信号がＩＨＨ延手段２からのＩＨＨ延映像信号である。

これらのフィールド毎の切替を行なうための切替信号も
切替信号発生器６で発生される。

上記第１〜４図の方法をフレーム毎に切替える手段を設
けることによって、合成された映像信号が固体撮像素子
の素子配列に関して忠実度を増すことができる。

すなわち、第１−＋４図の方法において、偶数フィール
ドは合成された映像信号と固体撮像素子の垂直方向の素
子配列とは走査線一本分上下に移動していることは図を
見れば明らかである。

したが・つて第１図と第２図の合成方法をフレーム周期
で切り替えることによって偶数フィールドの映像信号が
入力映像信号に対して忠実度が増すことが期待できる。

ここで第１〜４図の方法をそれぞれＡ、Ｂ、ＣおよびＤ
と表わし、フレーム周期に次のように連続した合成映像
信号をつくることができる。

１）ＡＡ、ＡＡＡＡ ２）ＢＢ、ＢＢＢＢ ３ＪＣＣ，ＣＣＣＣ ４）ＤＤ、ＤＤＤＤ ５）Ａ Ｂ、Ａ Ｂ Ａ Ｂ ６）ＡＣ，ＡＣＡＣ ’ｔ） Ｂ Ｃ，Ｂ、Ｃ，Ｂ Ｃ ８） Ａ Ｃ，Ｂ、ＣＡ Ｃ 以上、第一の方法について説明したが、混合器４の混合
比は１：１として説明した。

しかしながら、この混合比は１：１に限定されるもので
はない６すなわち、第１〜３図の方法における奇数フィ
ールドの場合には混合比が１＝１の方が素子配列に忠実
な合成映像信号が得られるが、第１図の方法における偶
数フィールドでは入力映像信号と２Ｈ遅遅延映像量との
混合比は３：１の方がよく、第２図および第４図の方法
における偶数フィールドでは１：３がよいことは図から
も明らかである。

次に第一の方法に比べて更に忠実度の高い合成映像信号
を得る第二の方法について説明する。

こ・・・・・・・・・（第１図） ・・・・・・・・・（第２図） ・・・・・・・・・（第３図） ・・・・・・・・・（第４図） の方法のための映像信号合成装置の一実施例を第８図に
示す。

この図から明らかなとおり、３Ｈ遅延手段１４が追加さ
れ、混合器が三つある点およびその混合比が異なってい
る点板外はほぼ第６図に示した実施例と同じである。

第７図は、第二の方法における素子配列と合成映像信号
の走査線との関係を示している。

また、この場合の入力映像信号の奇数フィールドと偶数
フィールドとの関係は第１図の場合と同様である。

この方法においては、第１図からもわかるとおり、奇数
フィールドでは第１図の方法と全く同じであるが、偶然
フィールドでは常に二つの映像信号を混合した混合映像
信号から合成映像信号を得ている。

そしてこの混合比は水平周期で１：３と３：１とを切換
えている。

第８図を参照すると、入力端子１１からの入力映像信号
はＩＨ１２Ｈおよび３Ｈ遅延手段１２゜１３および１４
ならびに混合器１５および１６に供給される。

ＩＨＨ延手段１２かものＩＨＨ延映像信号は切替器１８
および混合器１１に、２Ｈ遅延手段１３からの２Ｈ遅遅
延映像量は混合器１５および１６に、さらに３Ｈ遅延手
段１４からの３Ｈ遅遅延量は混合器１７にそれぞれ供給
される。

混合器１５の混合比は１：１であり、混合器１６の入力
映像信号と２Ｈ遅遅延映像量との混合比は１：３′であ
り、さらに混合器１７のＩＨＨ延映像信号と３Ｈ遅延映
像信号との混合比は３：１に選ばれている。

混合器１５からの混合映像信号は切換器１８に、混合器
１６および１７からの混合映像信号は切替器１９にそれ
ぞれ供給される。

切替器１８および１９は水平周期で切り替わる切替器で
あり、これらの出力映像信号は切替器２０に接続される
。

切替器２０は奇数フィールドと偶数フィールドの選択を
行なう。

すなわち、奇数フィールドでは切替器１８からの映像信
号を、偶数フィールドでは切替器１９からの映像信号を
選んでいる。

切替器２０の出力は合成映像信号となり出力端子２１に
得られる。

混合器１５，１６および１Ｔの混合比については第７図
から容易に理解できる。

第８図の変形として第９図のように構成しても同様な結
果が得られる。

第９図においては、第８図に対して、入力映像信号と２
Ｈ遅遅延骨との混合を混合器２２で行なっている。

混合器２２はその混合比が奇数フィールドでは１：１で
あり、偶数フィールドでは１：３となるように外部から
制御されている。

□他の構成は第８図の場合と同一である。

以上説明した各実施例の特徴として、第１〜４図までの
映像信号合成方式に比して第７図の方式がより忠実度の
高いことは先に述べたが、画像（被写体）の動きの速い
場合には、逆に不自然さを伴なうこともある。

したがって、画像の動き検出回路を設けてその出力によ
り、第１〜４図の方式と第１図の方式とを切替えればよ
り好ましい形態となる。

また、本発明者らの検討結果によれば、上述の各実施例
中第３図および第４図の実施例（すなわち、奇偶いずれ
か一方のフィールドはその映像信号が入力映像信号とＩ
Ｈ遅延映像信号とを水平周期毎に切替える方式）を他の
実施例と比較すると、周波数特性および基本波の再現特
性の総合特性が良好である。

垂直のライン数は、固体撮像素子の垂直方向の画素数と
一定の関係があり、試作カメラの撮像素子から得られる
映像信号は、フィールドあたり１２１ラインなので標準
テレビジョン方式への変換が必要である。

撮像素子から２Ｈ周期で間欠的に取り出した信号を次の
方法で信号処理し、光学像に対する垂直解像特性と基本
波成分の再現波形とを第１０図および第１１図により比
較検討した。

（ａ）：ＩＨ遅延信号の挿入法 （ｂ）：隣接ラインの内挿法 （Ｃ）二上記（ａ）および（ｂ）の混合法ソノ結果、垂
直解像特性については、（ａ）および（ｅ）の方法はほ
ぼ同様で、（ｂ）の方法がやや悪い。

一方、基本波成分の再現特性をみると、（ｅ）の方法の
場合が最もスムーズで、（ｂ）の方法では不要な低周波
成分の重畳がみられ、（ａ）の方法では部分的に基本波
成分の低下がみられる。

したがって、これらの三つの方法の内では（ｅ）の方法
が周波数特性と再現波形特性との総合特性として良好で
あると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明による映像信号合成方式における走
査線の関係を示す図、第５図は第１〜４図の方法によっ
て得られる合成映像信号の関係を示す図、第６図は第１
〜４図に示す合成方式のための映像信号合成装置のブロ
ック図である。 第７図は本発明の他の実施例の合成方式における走査線
の関係を示す図、第８および９図は第７図に示す合成方
式のための映像信号合成装置のブロック図である。 第１０および１１図は本発明の方式の効果を説明するた
めの垂直解像特性および基本波成分の再現波形例を示す
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平周期毎に欠除した入力映像信号を−および二水
   平周期だけそれぞれ遅延させて第一および第二の遅延映
   像信号を得る手段と、前記入力映像信号と前記第二の遅
   延映像信号とを混合する混合器と、前記入力映像信号、
   前記第一の遅延映像信号および前記・混合器の出力映像
   信号のうちいずれか二つの映像信号から合成映像信号を
   得る手段とを具備し、連続した出力映像信号を得るよう
   にしたことを特徴とする映像信号合成方式。 ２ 水平周期毎に欠除した入力映像信号を−、二および
   三水平周期だけそれぞれ遅延させて第一、第二および第
   三の遅延映像信号を得る手段と、前記入力映像信号と前
   記第二の遅延映像信号とを混合する第一の混合器と、前
   記第一の遅延映像信号と前記第三の遅延映像信号とを混
   合する第二の混合器と、前記第一の遅延映像信号、前記
   第一の混合器の出力映像信号および前記第二の混合器の
   出力映像信号のうちいずれか二つの映像信号を水平周期
   毎かつ垂直周期毎に切替える手段とを具備し、連続した
   出力映像信号を得るようにしたことを特徴とする映像信
   号合成方式。