JPS61280189A - Digital television camera device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make substantially equal the quantizing noise of a three primary color signal being demodulated and calculated by converting whether a signal corresponding to respective complementary color by a separate A/D converter different in the number of quantizing bits, or demodulating and calculating in the stage of an analog signal, and A/D converting the resulted signal. CONSTITUTION:An image of an object to be photographed is formed on a solid- state image pickup element 3 by a lens 1. After output signals 3A, 3B are amplified, by using a chrominance separating circuit 12, a chrominance signal corresponding to a color filter is separated, and the respective chrominance signals are converted into the digital data by A/D converters 13A-13D different in the number of quantizing bits. When using the color filter, Mg1, Cy1, Ye1 are multi color signals and generally have a signal amplitude larger than a primary color signal G4d1. In a camera circuit, from the respective complementary color signals, primary color signals such as G, R are demodulated. In order to maintain a quantizing level of m bits in the demodulated primary signal, to the respective chrominance signals, the A/D converter different in number of quantizing bits is assigned.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はテレビジョンカメラ装置の電子回路のデジタル
化に関するもので、特に補色系の色分解光学系を備えた
カメラ装置の信号のデジタル化に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to the digitization of electronic circuits of television camera apparatuses, and more particularly to the digitization of signals of camera apparatuses equipped with complementary color separation optical systems.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年、電子機器回路°のデジタル化が進み、テレ　・ビ
ジョンカメラの分野にも普及しつつある。第１図にデジ
タルカラーカメラの１例を示す。１はレンズで被写体像
を固体撮像素子３上に結像する。In recent years, the digitization of electronic device circuits has progressed, and it is also becoming widespread in the field of television and vision cameras. FIG. 1 shows an example of a digital color camera. Reference numeral 1 forms a subject image onto a solid-state image sensor 3 using a lens.

走体撮像素子３の受光面には、例えば第２図に示すモザ
イク状の色フィルタ２が配置され、被写体像を複数の色
に分解する。For example, a mosaic color filter 2 shown in FIG. 2 is disposed on the light-receiving surface of the moving object image sensor 3, and separates the subject image into a plurality of colors.

固体撮像素子３は奇数行目と偶数行目の画素の信号を、
２つの出力端子３Ａ、３Ｂから１水平走査ごとに交互に
出力するので、２つのプリアンプ５Ａ、５Ｂで増幅した
後、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）６でデ
ジタル信号に変換し、デジタル信号プロセッサ７に送る
。デジタル信号プロセッサ７では、色信号の復調やガン
マ補正などテレビカメラ特有の信号処理を行い、デジタ
ル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換ＩａＩ）でアナログ信
号にもどす、Ｄ／Ａ変換器は輝度信号用Ｄ／Ａ変換器１
０と２つの色信号用Ｄ／Ａ変換器８１゜８２で構成され
、色信号は低域フィルタ９１゜９２で帯域制限を受け、
ＮＴＳＣエンコーダ１１で複合カラー信号に変換される
。なお、パルス発生回路４は固体撮像素子や各回路にタ
イミングパルスを供給する。The solid-state image sensor 3 receives signals from pixels in odd-numbered rows and even-numbered rows.
Since it is output alternately from the two output terminals 3A and 3B every horizontal scan, it is amplified by two preamplifiers 5A and 5B, and then converted to a digital signal by an analog-to-digital converter (A/D converter) 6. The signal is sent to the digital signal processor 7. The digital signal processor 7 performs signal processing specific to television cameras, such as color signal demodulation and gamma correction, and converts it back to an analog signal using a digital-to-analog converter (D/A conversion IaI).The D/A converter is for luminance signals. D/A converter 1
0 and two color signal D/A converters 81°82, and the color signal is band-limited by a low-pass filter 91°92.
The NTSC encoder 11 converts the signal into a composite color signal. Note that the pulse generation circuit 4 supplies timing pulses to the solid-state image sensor and each circuit.

第１図の実施例では、固体撮像素子３の受光面に第２図
の色フィルタが装着されており、奇数行目の出力信号は
マゼンタ（Ｍｇ）と緑（Ｇ）が交互に、また、偶数行目
はシアン（Ｃｙ）と黄（Ｙｅ）が交互に呪われる。In the embodiment shown in FIG. 1, the color filter shown in FIG. 2 is attached to the light-receiving surface of the solid-state image sensor 3, and the output signals of odd-numbered rows alternate between magenta (Mg) and green (G), and Cyan (Cy) and yellow (Ye) are cursed alternately on even-numbered rows.

これらの信号はｎビットのＡ／Ｄ変換器６でデジタルデ
ータに変換される。デジタル信号プロセッサ７では上述
のデジタルデータからＲとＢを復調するが、ＲはＹｅか
らＧを引くことにより、また、ＢはｃｙとＧの引き算に
よって作られる。しかし、このような演算で算出された
Ｒ、Ｂ信号は量子化雑音が増加するといった欠点が生じ
る。These signals are converted into digital data by an n-bit A/D converter 6. The digital signal processor 7 demodulates R and B from the above-mentioned digital data, and R is created by subtracting G from Ye, and B is created by subtracting cy and G. However, the R and B signals calculated by such a calculation have a drawback that quantization noise increases.

Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジには限界があり２例
えば８ビツトのＡ／Ｄ変換器の場合は２”＝２５６階調
の分解能力しかない、したがって、Ｙｅや、Ｃ３’　ｔ
　Ｍ　ｇといった補色信号を８ビツトのＡ／Ｄ変換器で
デジタルデータに変換すると１例えば、Ｙｅの場合には
ＧとＲの加算信号が２５６階調のデジタルデータに変換
される。その結果、Ｙｅに含まれるＲやＧだけを考える
と７ビツト分以下、すなわち最大でも１２８階調しか割
りあてられなくなる。There is a limit to the dynamic range of an A/D converter2.For example, an 8-bit A/D converter has a resolution capability of only 2''=256 gradations.
When a complementary color signal such as Mg is converted into digital data using an 8-bit A/D converter, for example, in the case of Ye, the sum signal of G and R is converted into digital data with 256 gradations. As a result, if only R and G included in Ye are considered, less than 7 bits can be allocated, that is, only 128 gradations at maximum.

したがって、Ｒ，Ｇ、Ｈの原色信号を直接８ビツトでＡ
／Ｄ変換する場合にくらべ１画質が劣化するといった欠
点が生じる。Therefore, the primary color signals of R, G, and H can be directly converted into 8-bit A
There is a drawback that the image quality is degraded compared to the case of /D conversion.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、色信号の量子化雑音の低減を目的とした。補
色系色フイルタ装備のデジタルテレビジョンカメラ装置
を提供することにある。The present invention aims to reduce quantization noise of color signals. To provide a digital television camera device equipped with a complementary color filter.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するため、本発明でま、各補色に対応し
た信号を、量子化ビット数の異なる別個のＡ／Ｄ変換器
で、デジタルデータに変換するか、アナログ信号の段階
で復調演算をし、その信号をＡ／Ｄ変換するものである
。In order to achieve the above object, the present invention converts signals corresponding to each complementary color into digital data using separate A/D converters with different numbers of quantization bits, or performs demodulation calculations at the analog signal stage. The signal is then A/D converted.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、実施例を用いて本発明の主旨を詳細に説明する。 Hereinafter, the gist of the present invention will be explained in detail using Examples.

第３図に本発明のデジタルテレビジョンカメラ装置の１
実施例を示す０図は本発明の主要部分だけを示したもの
で、他は第１図のカメラ装置と同じである。FIG. 3 shows one of the digital television camera devices of the present invention.
FIG. 0 showing an embodiment shows only the main parts of the present invention, and the other parts are the same as the camera device shown in FIG.

本発明のカメラ装置の特徴は、レンズ１で被写体像を固
体撮像素子３の上に結像し、固体撮像素子３の出力信号
３Ａ、３Ｂをプリアンプ５Ａ。The camera device of the present invention is characterized in that a subject image is formed on a solid-state image sensor 3 by a lens 1, and output signals 3A and 3B of the solid-state image sensor 3 are preamplified by a preamplifier 5A.

５Ｂで増幅した後、色分離回路１２を用いて、アナログ
信号の段階で各色フィルタに対応した色信号を分離し、
各色信号を量子化ビット数の異なるＡ／Ｄ変換１１１３
Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ，１３Ｄでデジタルデータに変換す
るところにある。5B, the color separation circuit 12 is used to separate color signals corresponding to each color filter at the analog signal stage,
A/D conversion 1113 with different quantization bit numbers for each color signal
It is where A, 13B, 13C, and 13D are converted into digital data.

第３図の実施例は、第２図の色フィルタを用いた場合で
１色分離回路からは各色フィルタに対応したＭｇｎ　＊
　Ｃｙｉ　ｔ　Ｙｅｉｇ　Ｇ＠　　（緑）の４つの色信
号がえられる＊　Ｍｇｉ　ｙ　Ｃ７ｔ　ｖ　Ｙｅｔは多
色信号であり、原色信号であるＧ、より一般にｔ Ｇ。The embodiment shown in FIG. 3 uses the color filters shown in FIG. 2, and one color separation circuit outputs Mgn* corresponding to each color filter.
Four color signals are obtained: Cyi t Yeig G@ (green) * Mgi y C7t v Yet is a polychromatic signal, which is the primary color signal G, more generally t G.

カメラ回路では、各補色信号からＲ，Ｂ等の原色信号を
復調するが、復調した原色信号にｍピッ　。In the camera circuit, primary color signals such as R and B are demodulated from each complementary color signal, and m pitches are added to the demodulated primary color signals.

トの量子化レベルを保有させるものと仮定すると、復調
した原色信号、例えばＢの信号Ｂ１は２′″階調の分解
能力を持つことになる。Assuming that the demodulated primary color signal, for example, the B signal B1, has a quantization level of 2'', the demodulated primary color signal, for example, the B signal B1, has a resolution capability of 2'' gradation.

したがって８ｔ成分を含むＭ　ｇ　ｉやＣ’ｊ　ｔの信
号はｍビットの量子化レベルでは不十分で１Ｍｇａ分解
能力を持つＡ／Ｄ変換器で対処しなければならず、第３
図に示す本発明のデジタルテレビカメラ装置では、各色
信号に量子化ビット数の異なるＡ／Ｄ変換器を割りあて
る。Therefore, for M g i and C'j t signals containing 8t components, the m-bit quantization level is insufficient and must be handled by an A/D converter with 1 Mga resolution.
In the digital television camera device of the present invention shown in the figure, A/D converters with different numbers of quantization bits are assigned to each color signal.

は少数点以下を切り上げた値を用いれば良い、また、多
少の誤差を許容する場合は、小数点以下を四捨五入して
も良い。It is sufficient to use a value that is rounded up to the nearest whole number, or if a certain amount of error is allowed, it may be rounded off to the nearest whole number.

なお、第３図の実施例ではＡ／Ｄ変換器を４つ用いてい
るが、３つの補色信号の振幅に大きな差がない場合は、
Ａ／Ｄ変換器の量子化ビット数も同じになるので、１つ
のＡ／Ｄ変換器を共有しても良い。Although four A/D converters are used in the embodiment shown in FIG. 3, if there is no large difference in the amplitudes of the three complementary color signals,
Since the quantization bit numbers of the A/D converters are also the same, one A/D converter may be shared.

また、第４図に示すように光の透過率が異なる３種類以
上の色フィルタを用いる場合も、上述の方法で量子化ビ
ット数を求めれば良い９例えばＢｉ倍信号ｍビットの量
子化レベルを持つものとＢ。Furthermore, even when using three or more types of color filters with different light transmittances as shown in Figure 4, the number of quantization bits can be determined using the method described above9. What you have and B.

となり、多色信号になればなるほど多ビットのＡ／Ｄ変
換器を用いるようにすれば本発明の主旨を満足させるこ
とができる。Therefore, the gist of the present invention can be satisfied by using a multi-bit A/D converter as the multi-color signal becomes larger.

第５図は本発明の他の実施例である。固体撮像素子３の
出力信号を色分離回路１２で各色フイルタ対応の信号に
分離するまでは第３図の実施例と同じである。FIG. 5 shows another embodiment of the invention. The process is the same as the embodiment shown in FIG. 3 until the output signal of the solid-state image sensor 3 is separated into signals corresponding to each color filter by the color separation circuit 12.

固体撮像素子３の前面に配置される色フィルタを第４図
のものと仮定すると、色分離回路からはＷ、Ｙｅ、Ｃｙ
、Ｑの４つの信号かえられる。Assuming that the color filter placed in front of the solid-state image sensor 3 is the one shown in FIG.
, Q are changed.

そこで、加算回路１４で前記４つの信号を加算して輝度
信号（Ｙ信号）を作るとともに、加、減算回路を組み合
わせることによりＲとＢを復調する。Therefore, an adder circuit 14 adds the four signals to create a luminance signal (Y signal), and demodulates R and B by combining addition and subtraction circuits.

Ｒは（Ｗ＋Ｙｅ）−（Ｃｙ＋Ｇ）の演算を行うことによ
り、また、Ｂは（Ｗ＋Ｃ：ｙ）　　　（Ｙａ−Ｇ）の演
算で復調できる。２つの加算回路１５゜１６と減算回路
１９はＲを復調するための回路であり、加算回路１６．
１７と減算回路２０はＢを復調するためものである。復
調したＹ、Ｒ，Ｈの３信号は増幅器２１，２２．２３で
振幅調整を施した後、並・直列変換回路２４で時系列の
信号になおし、Ａ／Ｄ変換器２５でデジタルデータに変
換する。以後の回路は第１．１！ｌと同様である。R can be demodulated by calculating (W+Ye)-(Cy+G), and B can be demodulated by calculating (W+C:y) (Ya-G). The two adder circuits 15 and 16 and the subtracter circuit 19 are circuits for demodulating R, and the adder circuit 16.
17 and a subtraction circuit 20 are for demodulating B. The demodulated Y, R, and H signals are amplitude-adjusted by amplifiers 21, 22, and 23, converted into time-series signals by a parallel/serial conversion circuit 24, and converted to digital data by an A/D converter 25. do. The following circuit is 1.1! It is similar to l.

なお、第４１！Ｉの実施例ではＡ／Ｄ変換器の数を減ら
すため並・直列変換回路２４を用いたが、Ｙ。In addition, the 41st! In the embodiment I, a parallel/serial conversion circuit 24 was used to reduce the number of A/D converters, but in the embodiment Y.

Ｒ，Ｂの３つの信号を、別個のＡ／Ｄ変換器を用いてデ
ジタルデータに変換しても良い。The three R and B signals may be converted to digital data using separate A/D converters.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上１本発明によれば、撮像デバイスの各補色フィルタ
に対応した出力信号を、量子化ビット数の異なる複数の
Ａ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換し、輝度信号や色
信号の復調演算を行うか、またはアナログ信号の段階で
復調演算をし、その後Ａ／Ｄ変換することにより、復調
演算をした３原色信号の量子化雑音をほぼ等しくするこ
とができるので、デジタル処理回路による画質劣化を防
止することができる。According to the present invention, output signals corresponding to each complementary color filter of an imaging device are converted into digital data by a plurality of A/D converters having different numbers of quantization bits, and demodulation calculations of luminance signals and color signals are performed. Alternatively, by performing demodulation calculations at the analog signal stage and then performing A/D conversion, it is possible to make the quantization noise of the demodulated three primary color signals almost equal, thereby reducing image quality deterioration caused by digital processing circuits. It can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来のデジタルカラーカメラの概略を示す図、
第２図は補色系のモザイク状色フィルタを示す図、第３
図は本発明の実施例を示す図、第４図は補色系モザイク
状色フィルタの他の例を示す図、第５図は本発明の他の
実施例を示す図である。 １・・・レンズ、２・・・色フィルタ、３・・・固体撮
像素子。 ５・・・プリアンプ、１２・・・色分離回路、１３・・
・Ａ／Ｄ変換器、１４〜１８・・・加算回路、１９〜２
０・・・減算回路、２１〜２３・−・増幅器、２４・・
・並・直列１１図 ’４２目 Ｖ−３図 竿４目Figure 1 is a diagram showing the outline of a conventional digital color camera.
Figure 2 shows a complementary color mosaic color filter, Figure 3
The figures show an embodiment of the present invention, FIG. 4 shows another example of a complementary color mosaic color filter, and FIG. 5 shows another embodiment of the invention. 1... Lens, 2... Color filter, 3... Solid-state image sensor. 5... Preamplifier, 12... Color separation circuit, 13...
・A/D converter, 14-18...addition circuit, 19-2
0...Subtraction circuit, 21-23...Amplifier, 24...
・Parallel/Series 11 Figure '42 V-3 Figure Rod 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、２色以上の色光成分を透過させる補色フィルタを含
む複数の色フィルタを備えた撮像デバイスと、上記撮像
デバイスから複数の色フィルタに対応した映像信号を読
みだす手段と、読みだした映像信号をＡ／Ｄ変換してデ
ジタル処理する信号処理回路を備えたデジタルテレビジ
ョンカメラ装置において、上記複数の映像信号を量子化
ビット数の異なる複数のＡ／Ｄ変換器でデジタルデータ
に変換する際、多色光に対応した信号ほど量子化ビット
数の多いＡ／Ｄ変換器を割りあてることを特徴とするデ
ジタルテレビジョンカメラ装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記複数映像信号
を用いて輝度信号と色信号を復調し、この復調信号を同
一の量子化ビット数のＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに
変換することを特徴とするデジタルテレビジョンカメラ
装置。[Scope of Claims] An imaging device equipped with a plurality of color filters including a complementary color filter that transmits one or more colored light components, and means for reading out video signals corresponding to the plurality of color filters from the imaging device. In a digital television camera device equipped with a signal processing circuit that A/D converts and digitally processes read video signals, the plurality of video signals are digitally processed by a plurality of A/D converters having different numbers of quantization bits. A digital television camera device characterized in that when converting into data, an A/D converter having a larger number of quantization bits is assigned to a signal corresponding to polychromatic light. 2. In claim 1, demodulating a luminance signal and a color signal using the plurality of video signals, and converting the demodulated signal into digital data using an A/D converter with the same number of quantization bits. A digital television camera device featuring: