JPS60127883A - デイジタルカメラ - Google Patents

デイジタルカメラ

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JPS60127883A
JPS60127883A JP58236605A JP23660583A JPS60127883A JP S60127883 A JPS60127883 A JP S60127883A JP 58236605 A JP58236605 A JP 58236605A JP 23660583 A JP23660583 A JP 23660583A JP S60127883 A JPS60127883 A JP S60127883A
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JP58236605A
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Yoshinori Kitamura
北村 好徳
Makoto Fujimoto
眞 藤本
Atsushi Morimura
淳 森村
Hiroki Matsuoka
宏樹 松岡
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラにおけるディジタル信号処理に
関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来、ビデオカメラの信号処理はアナログ信号処理であ
ったが、半導体技術の進歩によシ、ディジタル信号処理
が可能になった。
以下に従来のアナログ信号処理をディジタル化した単板
式の固体撮像素子のカラービデオカメラについて説明す
る。
第1図は固体撮像素子の受光素子上に配置するモザイク
フィルタで、各受光素子の上に1つの色のフィルタが置
かれる。第1図のフィルタの色の配列について説明する
。あるフィールドのn番目の水平ラインには透明(W)
、グリーン(G)のノイルターがn+1番の水平ライン
には、シアン(CY) 。
イエロー(Ye)のフィルタが配置される。次のフィー
ルドのn′番目の水平ラインにはグリーン(G)。
透明(W)のフィルタが、n′+1番目の水平ラインニ
ハ、イエロー(Ye)、シアン(CY)のフィルタが配
置される。
第2図に第1図のモザイクフィルタをもった固体撮像素
子を用いたカラービデオカメラの具体例を示すものであ
り、1は固体撮像素子で各画素ごとの光電変換された電
気信号を駆動パルスで順次読み出していく。2は固体撮
像素子1の出力信号をディジタル信号に変換するA/D
 コンバータである。3は1水平走食期間遅延(1HD
L ) させ、4の同時化回路に原信号を1水平走査期
間遅延させた信号と原信号とを入力する。4の同時化回
路で4つの色成分W、G 、Ye、Cyに分解する。5
はマトリックスと利得調整する回路で、W、G。
Y e 、 Cyから赤(R)、緑(G)、青(B)に
マトリックスして得て、ホワイトバランスが得られる様
に利得調整された出力信号R0,Go、Boを得る。マ
トリックスの式は (W−Cy ) + (Ye −G )R= (W−Ye ) +(Cy G ) B=□ (W十G)+(Ye+Cy)−2R−2BG=□ となる。
6はγ補正する回路で3原色の入力信号R0゜Go、B
oに対して、Ro 、Go 、Bo の出力を得る。
7はマトリックス回路で、輝度信号Y。(Y0−○、3
R0+o、eG、””+o、1@””)と色差信号c1
((’1=Ro−y0) 、 C2(C2=B”45−
Y )を0.45 得、8のエンコーダでエンコードされた信号を得、9の
D/A で、ディジタル信号をアナログ信号に変換して
標準テレビジョン信号にする。一般にビデオ信号の周波
数帯域をもつ信号をディンタル化して、信号処理する場
合、並列的処理をする1、またA/D コンバータは全
並列型がもちいられる。
そのため、8ビツトのA/D でコンパレータが256
個必要で、これを9ビットにすると512個、また10
ビツトにする1000個になる。
1ビツトのビット数を増加する(!:2倍のコンパレー
タが必要であるのでなるべくビット数の少ないA/D 
を用いる必要がある。例えば今、9ビットのA/D コ
ンバータを用い、透明(W)部の仁ンシの最高値を9ピ
ントとすると、赤(R)はWの振11Jの約7で、青(
B)の振巾は約7である。その/こめ赤のビット数は7
.7ビツト、青のビット数シよ6.2ピツI・になる。
これをγ補正すると少なくとも1.5ピントは減少する
。その他称のビット数ハロ、2ビツト、青のビット数は
4.7ビツトになる。色のビット数は6ビツト以上必要
である。
そのためにはA/D コンバータは1oビツト必要にな
る。これはコンパレータが個数が1024個必要で、コ
ストが非常に高くまた消費電力も多くなるという問題点
を有していた。
発明の目的 本発明は前記従来の問題点を解消するもので、A/D 
コンバータのビット数を増加することなく、実質的に1
ビツト向上させることを目的とする。
発明の構成 本発明は画素の繰返し周波数の−(n:1以n 上の整数)の周波数でA/D コンバータの%LSB相
当の振巾変化を電気信号に与えて、原信号より、LSB
変化した信号と原信号とを演算して、1ビツト相当分の
ビット精度を向上させることにより、A/D コンバー
タのビット数を削減し、低コスト、低消費電力にするこ
とのできるものである。
実施例の説明 第3図は本発明の第1の実施例で、第1図のブロックフ
ィルタを用いた固体撮揮カラービデオ力メラの信号処理
のブロック図である。第3図において、1の固体撮像素
子、2のA/Dコンバータ3の1HDL、4の同時化回
路、5のマトリックス、6のγ補正回路、8のエンコー
ダ、9のD/Aコンバータは第1図のものと同一で同じ
動作をする。固体撮像素子1よシ得られた信号に10の
加算器でオフナツトを与える。与えるオフセットは2画
素に相当する信号、例えばWとGの45号ごとに一!−
LSBのオフセットを与える。そして、水平走査線ごと
にその位相を反転する。すなわち固体信号を加える。こ
の信号を2のA/D コンバータでディジタル信号に変
換し、1HDL3で原信号を1水平期遅延した信号を得
る。11.12は口f。
一パスフィルタ(LPF )で、−の周波数を除去し、
ビット精度を1ビツト向上させた原信号と原信号を1水
平期間遅延した信号を得、同時化回路4でW 、 G 
、 Ye 、 Cyの色に分離する。マトリック6とγ
補正回路6で3原色色信号のR80,45゜これらの信
号はLPFll、12で帯域制限されているので、マト
リックス18で色差信号C1゜C2を得、加算器17で
輝度信号の・1イパスされた高域信号と3原色信号とを
加算し、輝度信号を得る。13は原信号と1水平期間遅
延させた信号を加算する回路で、水平ラインごとの信号
に垂直c 相関があるときは、□のオフセント信号は除去されると
共に1ビット精度が向」ニする。水平ライc ンごとの信号に垂直相関のないときは、−の第フセソト
信号は完全に除去されない。14のバイパスフィルタ(
HPF)はLPFll、12で減衰した高域信号を補正
するものである。19はLPFll、12の出力の差信
号を得、信号の垂直相関性を検知する。垂直相関のある
時は19の差出力は零になる。19の差出力がある時に
HPF14の出力信号のA/D コンバータの1LSB
の0.45 、 0.45 信号を得るための加算器でo、eGo +0.3Ro 
十0.1B045 を得る。この信号を加算器20の出
力信号のレベルで利得を制御するr回路でγ補正し加算
器17で加算器2Oの出力信号と加算し、高域成分が補
正された輝度信号Yを得る。この輝度信号Yと色差信号
C1,C2を用い8のエンコーダでエンコードし、 D
/A コンバータ9でアナログ信号に変換し、標準テレ
ビジョン信号をイυる。
第5図は本発明の第2の実施例で、第4図に示すような
モザイクフィルタを配置した固体撮像素子を用いたカラ
ービデオカメラのブロック図である。第4図のモザイク
フィルタは、赤(R)、緑(G青(B)のくυ返しで、
固体撮像素子の読み出しりSBの振巾のオフセット信号
を加算する。
R,G、B、R,G、B・・・・・・と固体撮像素子か
ら読み出され信号に・什−の周波数のオフセ・ト信号を
加算すると、■G■R■B・・・・・・(■、■、■は
オフセット信号が加算された信号)となる。すなセット
信号を加算すると■■■RGB■■■R1C,B・・・
・・・となる。このオフセット信号を加算された信号を
20A/D コンバータでディジタル信号に変換し、1
1のLPFで■十R,G十■、■十Bの信号を得てオフ
セット信号を除去すると共にビット精度を向上する。H
PF14と4リップ回路15でオフセント信号が除去さ
れた高域信号を得る。この信号を加算器21でLPFl
lの出)、力信号と加算する。色分離回路22で、R,
G。
Bの3原色信号に分離し、ホワイトバランスをとった3
原色信号R0,G0.Boにする。γ補正回路6、マト
リックス7、エンコーダa 、’D/A コンバータ9
をへて、標準テレビジョン信号になる。
第6図は本発明の第3の実施例で、白黒のビデオカメラ
のビット精度向上する処理のブロックダイヤグラムであ
る。25は固体撮像素子で、クロック周波数fcで光電
変換された電気信号を読みだす。26はfc の周波数
で、27のA/D −〜バークのLSBの半分の振巾を
加n:する加算器である。28は1クロツクの周期Tf
oを遅延させる遅延器(DL)で29の加算器と組合わ
せて、LPFを30の減算器と組合わせて、HPFを構
成する。このLPF、HPFは、第8図の8−b。
8−bのような周波数特性を有する。31はクリップ回
路でディジタル化しただめの誤差信号をクリップするも
ので、±1LSBの信号をすべて0にする。32は加算
器で低域信号のビット精度が向上した信号が得られる。
次にゆるやかな傾斜で光量が変化している被写体を撮像
した場合について、第7図を用いて説明する。第7図に
おいて、41は撮像素子の出力信号で、42はA/D 
コンバータでディジタル化した信号をまたD/A コン
バータで再生し/こ信号である。破線の43はディジタ
ル化された信号をLPFで変化をスムーズにしてから、
D/A コンバータで再生した信号である。このように
ゆっくりと変化した被写体を撮像した場合、LPFでは
ビット精度は向上できない。48の矢印のタイミングで
−2−LsBのオフセットを与えて、再生した信号を4
4に示す。その信号を遅延させた信号を46に示す。こ
の2つの信号を加算すると46の信号となシ、ビット精
度が1ビツト向上していることがわかる。47は44と
46の信号の差分信号で1LSBの誤差が発生している
がこれをクリップ回路で0にするため誤差は発生しない
。このように低域信号はビット精度に向上し、高域信号
の精度は減少する。しかし高域信号はLPFを通せばし
て良い。
牟固体撮像素子からの信号を用いているが、撮像管から
得た電気信号をクロックf。でサンプリングした信号の
場合でも同様にできる。
発明の効果 以上のように、本発明によればA/D コンバータのビ
ット敷金上けることなく、簡単な構成で、ビット精度が
向上でき、低コスト化、低消費電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は固体撮像素子用のモザイクフィルタを示す図、
第2図は第1図のモザイクフィルタを配した固体撮像素
子を用いた従来の信号処理装置のブロック図、第3図は
第1図のモザイクフィルタを配した固体撮像素子を用い
た本発明の第1の実施例におけるディジタルカメラの信
号処理部分のブロック図、第4図は異なる3色を水平方
向に配したモザイクフィルタの図、第6図は第4図のモ
ザイクフィルタを配した固体撮像素子を用いた本発明の
第2の実施例におけるディジタルカメラの信号処理部分
のブロック図、第6図は白黒カメラ用固体撮像素子を用
いた本発明の第3の実施例におけるディジタルカメラの
信号処理部分のブロック図、第7図は同カメラのビット
精度が向上されろ過程を説明するだめの図、第8図は同
カメラ説明のだめの周波数特性図である。 1・・・・・・固体撮像素子、2・・・・・・A/D 
変換器、3・・・・・・1水平期間遅延させる1HDL
、4・・・・・・色分離するだめの同時化回路、10・
・・・・・ビット精度を向上させるOFF SET信号
を加算する加算器、11.12・・・・・・LPF (
ローパスフィルタ)、14・・・・・・HPF(バイパ
スフィルタ)、16・・・・・・A/D変換器のLSB
で発生ずる誤差信号を除去するだめのクリップ回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図 第 4 図 第6図 +うl+↑−4I

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 固体撮像素子で光電変換された電気信号をイ!
    I、A/D 変換器の基準電圧と前記電気(+j号の間
    に、前記固体撮像素子の画素の繰返し周波数の7(n:
    1以上の整数)の周波数で、前記A/D 変換器の最低
    ビットの振巾よシ小さい振巾変化を与えて、この信号を
    前記A/D変換器でディジタル信号に変換したことを特
    徴とするディジタルカメラ0
  2. (2) 固体撮像素子の画素の繰返し周波数の7T(n
    :1以上の整数)の周波数で、水平走査線ごとに位相を
    変化させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のディジタルカメラ。
  3. (3) 撮像素子から得た信号をクロック周波数fcで
    サンプリングし、A/D 変換器の基準電圧と前記サン
    プリングした信号の間に、= XfC(n :1以上の
    整数)の周波数で、前記A/D 変換器の最低ビットの
    振巾よシ小さい振巾変化を与えて、この信号を前記A/
    D 変換器でディジタル信号に変換したことを特徴とす
    るディジタルカメラ。
  4. (4)異なる2個の色フイルりを水平方向に交互に各画
    素ごとに配置した固体撮像素子で光電変換された電気信
    号を得、A/D 変換器の基準電圧と前記電気信号の間
    に画素の繰返し周波数のiの周波数で、前記A/D 変
    換器の最低ビットの振巾より小さい振巾を与えて、この
    信号を前記A/D 変換器でディジタル信号に変換した
    ことを特徴とするディジタルカメラ。
JP58236605A 1983-12-15 1983-12-15 デイジタルカメラ Granted JPS60127883A (ja)

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JP58236605A JPS60127883A (ja) 1983-12-15 1983-12-15 デイジタルカメラ

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JPS60127883A true JPS60127883A (ja) 1985-07-08
JPH0323035B2 JPH0323035B2 (ja) 1991-03-28

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ID=17003111

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02280496A (ja) * 1989-04-21 1990-11-16 Hitachi Ltd 撮像装置及び撮像装置の信号処理方法
US5457494A (en) * 1988-11-21 1995-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup signal processing apparatus
JP2005086388A (ja) * 2003-09-08 2005-03-31 Sony Corp 画像処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02280496A (ja) * 1989-04-21 1990-11-16 Hitachi Ltd 撮像装置及び撮像装置の信号処理方法
JP2005086388A (ja) * 2003-09-08 2005-03-31 Sony Corp 画像処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体

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