KR0125108B1 - 정지화상기록 디지탈 카메라 - Google Patents

정지화상기록 디지탈 카메라

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KR0125108B1
KR0125108B1 KR1019930026802A KR930026802A KR0125108B1 KR 0125108 B1 KR0125108 B1 KR 0125108B1 KR 1019930026802 A KR1019930026802 A KR 1019930026802A KR 930026802 A KR930026802 A KR 930026802A KR 0125108 B1 KR0125108 B1 KR 0125108B1
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히로시 사꾸라이
히로야스 오쯔보
고지 아사다
마사루 노다
노리유끼 이우라
다꾸야 이마이데
쥰지 가미무라
히로유끼 고마쯔
도시로 기누가사
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가나이 쯔또무
가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

디지탈카메라에 관한 것으로써, 정지화상으로 피드백할 수 없고, 화소수에 맞는 해상도의 정지화상이 생성되지 않고, 화소가 수직 및 수평방향으로 다른 피치로 배치되어 있고, 기억용량이 크게 되는 문제를 해결하기 위해, 입사광을 차단할 수 있는 광량제한부, 입사광을 광전변환하는 화소를 갖고 이 화소의 신호를 디지탈 영상신호로 해서 출력하는 촬상부, 소정의 포맷의 디지탈영상신호를 생성하는 신호처리회로, 촬상부 또는 신호처리회로에서 출력되는 정지화상의 디지탈영상신호를 기록하는 기록부를 갖고 광량제한부는 입사광을 소정량으로 제한한 후에 입사광을 차단하고, 촬상부는 광량제한부로 입사광을 소정량으로 제한하고 있을때에는 움직임화상의 디지탈영상신호를 출력하고, 차단한 후에 정지화상의 디지탈영상신호를 출력하고, 신호처리회로는 움직임화상의 디지탈영상신호가 공급되었을때와 정지화상의 디지탈영상신호가 공급되었을 때에 다른 신호처리를 실행한다.
이러한 카메라를 이용하는 것에 의해 저렴한 영상입력수단을 공급할 수 있고, 고화질의 화상이 얻어지는 촬상장치가 실현됨과 동시에 동작을 전환하는 것에 의해 움직임화상도 처리할 수 있다.

Description

[도면의 간단한 설명]
도 1은 본 발명의 1실시예를 도시한 블럭도.
도 2는 촬상소자의 구성도.
제 3도는 촬상소자의 구동펄스와 그 출력을 도시한 도면.
도 4는 촬상소자의 구동펄스와 그 출력을 도시한 도면.
제 5는 신호처리회로의 구성도.
도 6은 매트릭스회로의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 움직임화상 촬상시의 신호처리의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 움직임화상 촬상시의 신호처리의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 정지화상 촬상시의 신호처리의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 정지화상 촬상시의 신호처리의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 11a, 도 11b, 도 11c 및 도 11d는 샘플링회로의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블럭도.
도 13a 및 도 13b는 도 12에 도시한 실시예의 설명도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.
도 15는 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.
도 16은 각 보색을 생성하는 보간방법의 설명도.
도 17은 색보간회로의 하나의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 18은 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.
도 19는 수직 5라인에서 각 보색을 생성하는 보간방법의 설명도.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예의 블럭도.
도 21은 적응색 처리회로의 하나의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 22는 기준신호 생성회로의 하나의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 23은 계수합성회로의 하나의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예의 블럭도.
도 25는 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.
도 26은 도 31에 도시한 실시예의 설명도.
도 27은 화이트 발란스회로의 구성도.
도 28a, 도 28b도 및 도 28c는 신호출력의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 29a 및 도 29b는 신호출력의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 30a 및 도 30b는 신호출력의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 31은 본 발명의 실시예를 도시한 블럭도.
도 32는 본 발명의 실시예에 관한 신호의 공간분포도.
도 33은 본 발명의 실시예에 관한 촬상소자의 출력신호의 타이밍도.
도 34는 본 발명의 실시예에 관한 독립 리드시의 신호포맷도,
도 35는 본 발명의 실시예에 관한 비선형 입출력특성을 도시한 도면.
도 36은 본 발명의 실시예에 관한 비선형 입출력특성을 도시한 도면.
도 37은 본 발명의 실시예에 관한 화소 혼합리드시의 신호포맷도.
도 38은 본 발명의 실시예에 관한 신호의 공간분포도.
도 39는 본 발명의 실시예에 관한 촬상장치의 구성을 도시한 블럭도.
도 40은 본 발명의 실시예에 관한 신호의 공간분포도.
도 41은 본 발명의 실시예에 관한 신호보간회로의 구성을 도시한 블럭도.
도 42는 본 발명의 실시예에 관한 화소 혼합리드시의 신호포맷도.
도 43은 본 발명의 실시예에 관한 신호의 공간분포도.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 디지탈카메라에 관한 것으로서, 특히 컴퓨터 등의 화상입력수단에 적합한 정지화상의 기록재생 방법에 관한 것이다.
비디오 카메라는 신호처리의 디지탈화에 따라 각종 다양한 기능이 개발되고 있는 한편, 디지탈의 영상신호를 용이하게 출력할 수 있기 때문에 컴퓨터 등의 영상입력수단으로서 주목받고 있다. 영상입력수단으로서의 디지탈카메라에 민생용의 카메라 일체형 VTR의 카메라부에서 사용되고 있는 부품을 가능한한 많이 사용하는 것에 의해 낮은 가격의 영상입력수단을 공급할 수 있지만, 현재는 라인스캐너 등의 특수한 영상입력 수단이 공급되어 있는데 머무르고 있다.
낮은 가격의 영상입력수단을 공급하기 위한 중요한 과제로서 다음의 4개의 항목이 있다.
[1] 자동제어계를 정지화상에도 대응시킬 수 있도록 한다. …일반적인 비디오 카메라에서는 영상신호를 사용해서 노출제어나 화이트 발란스 제어를 실행하고 있다 즉, 조도나 색온도 등을 검출하는 검출기를 별개로 갖고 있지 않고 영상신호에서 검출해서 각각의 제어부로 피드백하고 있다. 그러나, 정지화상의 영상신호에서 검출해도 검출한 정지화상으로 피드백할 수 없다.
[2] 일반적인 촬상소자를 사용해서 프레임의 정지화상을 생성할 수 있도록 한다. …일반적인 촬상소자는 화소의 신호를 한번밖에 리드할 수 없는 파괴리드이고, 또 수직방향으로 인접하는 2개의 화소의 신호를 혼합해서 리드하는 화소혼합방식이다. 상기 리드방식인 채로 신호처리를 실행하면 화소수에 맞는 해상도의 정지화상은 생성할 수 없다.
[3] 범용의 촬상소자를 사용할 수 있도록 한다. …영상신호를 컴퓨터에 폐치한 후에 그래픽 상에서 화상에 회전 등의 조작을 하는 경우가 있으며, 이때 화상에 왜곡이 생기지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위해서는 촬상피사체를 수평, 수직방향으로 동일한 공간적인 샘플링피치로 광전변환하면 좋다. 즉, 수평, 수직방향으로 동일한 거리로 배치된 화소를 갖는 촬상소자를 사용하면 좋다. 그러나, 민생용의 카메라 일체형 VTR의 카메라부에서 일반적으로 사용되고 있는 촬상소자는 화소가 수평, 수직방향으로 다른 피치로 배치되어 있다.
[4] 정지화상을 기록하는 기록수단의 용량을 가능한 한 작게 한다. …컴퓨터에 페치하는 일반적인 영상신호인 RGB 신호에 의해 정지화상을 기록하면 R, G, B 각각에 어드레스가 필요하여 기억용량이 커지게 된다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조도나 색온도 등을 검출하는 검출기를 필요로 하지 않고 일반적인 촬상소자를 사용해서 정지화상의 영상신호를 생성하여 저렴한 영상입력수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 색신호의 수직해상도의 저하가 적고 고화질의 프레임의 스틸화상이 얻어지는 촬상장치를 실현할 수 있음과 동시에, 동작을 전환하는 것에 의해서 움직임화상도 처리할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
상기 [1]의 문제점을 해결하는 수단으로서, 움직임화상(動畵) 촬상시의 검출결과를 기억해 두고 그 검출결과에 따라서 정지화상을 생성한다.
또, 상기 [2]의 문제점을 해결하는 수단으로서, 정지화상 촬상시에는 촬상소자의 구동방법을 변경하여 화소의 신호를 혼합하지 않고 리드하여 신호처리회로에 정지화상의 영상신호가 입력되었을 때 신호처리의 내용을 정지화상용으로 전환한다.
특히, 정지화상용 신호처리에 있어서는 라인마다 화소배열이 교대로 교체되는 Mg, G 신호에 대해서 샘플홀드의 위상을 수평주사라인마다 반전하거나 또는 화소보간의 보간계수를 수평주사라인마다 전환한다.
또, 상기 [3]의 문제점을 해결하는 수단으로서, 보간연산을 실행하는 신호보간회로를 마련하고, 화소가 수평, 수직방향으로 다른 피치로 배열되어 있는 일반적인 촬상소자를 갖는 촬상수단에서 출력되는 영상신호에 보간연산을 실시하고, 수평, 수직방향에서 동일한 공간적인 샘플링피치의 영상신호를 생성한다.
또, 상기 [4]의 문제점을 해결하는 수단으로서, 기록수단에 기록할 때에는 촬상수단에서 출력되는 영상신호에 휘도신호처리나 색신호처리 등의 처리를 실시하지 않고 기록한다. 일반적인 촬상소자를 갖는 촬상수단에서는 소위 보색의 영상신호가 출력되므로 기록수단에서 출력된 영상신호에 휘도신호처리나 색신호처리 등의 처리를 실시한다.
이하, 본 발명을 도면을 사용해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 관한 촬상장치의 구성도이다. 동일 도면에 있어서, (101)은 렌즈, (102)는 셔터, (103)은 셔터제어회로, (104)는 촬상소자, (105)는 구동회로, (106)은 앰프, (107)은 A/D 변환기, (108)은 메모리, (109)는 메모리 제어회로, (110)은 기록/재생 제어회로, (111)은 셔터버튼, (112)는 재생버튼, (113)은 선택회로, (114)는 신호처리회로, (115)는 신호처리 제어회로, (116)은 뷰파인더, (117)은 Full/Economy 전환스위치이고, 촬상소자(104)의 구체적인 예를 도 2에 도시한다. 도 2에 있어서, (201)은 포토다이오드 (202)는 수직 CCD, (203)은 수평 CCD이고, gr, mg, cy, ye는 포토다이오드(201)의 각각에 배치된 색필터로서, gr은 그린, mg는 마젠타, cy는 시안, ye는 옐로우의 색필터인 것을 나타낸다. 상기와 같은 색필터가 배치된 포토다이오드는 일반적으로 화소라 불리어지고 있다. 상기 구성에 있어서, 렌즈(101)을 통해서 입력된 광은 셔터제어회로(103)에 의해 조리개값 F가 제어된 셔터(102)를 통해서 촬상소자(104)에 입력되고, 촬상소자(104)의 표면에 배치된 도 2에 도시한 포토다이오드(201)에 의해서 광전변환된 신호전하는 수직 CCD(202)를 경유해서 수평 CCD(203)으로 전송되고 구동회로(105)에서 공급되는 수평주사펄스와 동기해서 전압 변환되어 출력된다.
우선, 움직임화상 촬영시의 동작을 설명한다. 촬상소자(104)는 일본국 특허공개공보 소화 63-114487호 「고체 컬러카메라」에 기재되어 있는 바와 같이 수직방향으로 인접하는 2개의 화소신호를 혼합해서 리드하는 소위 화소혼합방식으로 신호를 리드한다. 이하, 도 3을 사용해서 화소혼합리드에 대해서 설명한다.
도 3은 화소혼합리드시에 있어서의 수직전송펄스와 수직 CCD(202)에 있어서의 신호전하의 전송의 타이밍도를 도시한 도면이다. 동일 도면에 있어서 수직전송펄스 1의 3진 펄스가 고레벨로 되는 것에 의해 gr, mg행의 포토다이오드(201)에서 수직전송펄스 3의 3진 펄스가 고레벨로 되는 것에 의해 cy, ye행의 포토다이오드(201)에서 각각 수직 CCD(202)로 신호전하가 전송된다. 수직 CCD(202)로 전송된 신호전하는 도 3에 도시한 바와 같이 수직 CCD(202)내에서 혼합되어 수평 CCD(203)으로 전송된다. 촬상소자(104)의 출력신호는 앰프(106)에 의해서 증폭되어 A/D 변환기(107)에 입력된다. A/D 변환기(107)에 입력된 신호는 구동회로에서 공급되는 타이밍펄스에 의해 샘플링되어 디지탈신호로 변환된다.
A/D 변환기(107)에 의해 디지탈신호로 변환되어 신호는 선택회로(1130에 의해 신호처리회로(114)내에 입력된다. 신호처리회로(114)는 감마보정이나 화이트 발란스 보정 등의 일반적인 신호처리를 실행하여 휘도 신호, 색(RGB)신호 등을 생성한다.
다음에 정지화상을 기록하는 동작을 설명한다.
상기 구성에 있어서, 셔터버튼(111)을 누르는 것에 의해 기록/재생 제어회로(112)에서 셔터클로즈의 제어 신호가 셔터제어회로(103)에 입력되고, 셔터제어회로(103)에 의해서 셔터(102)는 소정의 시간 후에 클로즈상태로 된다. 셔터(102)가 클로즈상태로 될 때까지 촬상소자(104)에 입력된 광은 촬상소자(104)에 배치된 포토다이오드(201)에 의해서 광전변환되어 셔터(102)가 클로즈상태인 동안에 수직 CCD(202)를 경유해서 수평 CCD(203)으로 전송되고, 구동회로(105)에서 공급되는 수평주사펄스와 동기해서 전압변환되어 출력된다. 이때, 촬상소자(104)는 포토다이오드(201)에서 한번 신호를 리드하면 포토다이오드(201)에 신호가 남지 않는 소위 파괴리드이므로, 움직임화상의 리드와 마찬가지로 화소 혼합리드를 하면 프레임의 정보가 손실된다. 수직방향의 해상도를 저하시키지 않고 정지화상을 얻기 위해서 다음에 설명하는 독립리드를 실행한다.
도 4는 독립리드시에 있어서의 수직전송펄스와 수직 CCD(202)에 있어서의 신호전하의 전송의 타이밍도를 도시한 도면이다. 동일 도면에 있어서, 수직전송펄스 1 및 수직전송펄스 3의 3진 펄스가 고레벨로 되는 주기는 도 4에 도시한 바와 같이 1필드 걸러이다. 따라서, 수직전송펄스 1의 3진 펄스가 고레벨로 되는 필드에서는 gr, mg행의 포토다이오드(201)에서만 신호전하가 수직 CCD(202)로 전송되고, 다음의 1필드에서는 수직전송펄스 3의 2진 펄스가 고레벨로 되는 것에 의해 cy, mg행의 포토다이오드(201)에서만 수직 CCD(202)로 신호전하가 전송된다. 수직 CCD(202)로 전송된 신호전하는 1필드기간에 모두 수평 CCD(203)으로 전송되어 버리므로, 상기한 화소 혼합리드 방식과 같이 서로 인접한 포토다이오드(201)의 신호전하가 혼합되는 일없이 1개의 포토다이오드에 대해서 1개의 신호를 얻을 수 있다. 이하, 수평 CCD(203)으로 전송된 신호전하는 구동회로(105)에서 공급되는 수평주사펄스와 동기해서 촬상소자(104)에서 출력된다.
상기 동작에 의해서 각각의 화소에서 독립해서 리드된 신호 Gr, Mg, Cy, Ye는 A/D 변환기(107)에 의해 디지탈신호로 변환되어 메모리 제어회로(109)에 의해서 제어된 메모리(108)에 기록된다. 한편, 상기 정지화상 기록을 실행하기 전의 움직임화상 촬영시에 신호처리회로(114)에서 실행하고 있던 화이트 발란스 등의 정보도 메모리(108)에 기록한다. 화이트 발란스 등의 정보는 다른 기록 수단에 기록해도 좋다.
다음에 기록된 정지화상을 출력하는 동작을 설명한다.
재생버튼(112)가 눌려지면 기록/재생 제어회로로부터의 제어신호에 따라서 메모리(108)에 기록된 신호는 선택회로(113)에서 선택되어 신호처리회로(114)에 입력된다. 신호처리회로(114)는 화이트 발란스 등의 정보를 리드해서 그 정보에 따라서 소정의 영상신호를 생성한다. 한편, 뷰파인더(116)은 피사체를 표시하는 것이외에 기록/재생 제어회로(110)으로부터의 제어신호에 의해 메모리(108)에 기록할 수 있는 정지화상의 매수나 Full/Economy 전환, 대기상태 등의 후술하는 정보를 표시한다.
다음에, 신호처리회로(114)의 동작에 대해서 설명한다.
움직임화상 촬영시에는 상술한 바와 같이 화소 혼합리드에 의해 화소의 신호를 촬상소자(104)에서 리드하고 A/D 변환기(107)에 의해 디지탈신호로 변환해서 도 3에 도시한 신호를 신호처리회로(114)에 입력한다.
이 입력신호에서 휘도신호와 색차신호를 생성하는 신호처리회로(114)의 구체적인 예를 도 5에 도시한다. 도 5에 있어서, (211)은 입력신호를 샘플링하여 출력신호 S1, S2, S3, S4를 생성하는 샘플링회로, (212)는 신호 처리 제어회로(115)에 의해 설정된 휘도용 매트릭스를 사용해서 휘도신호를 생성하는 휘도매트릭스회로, (213)은 휘도매트릭스회로(212)가 생성한 휘도신호에 공지의 감마보정 등의 디지탈 신호를 실히하는 휘도신호 처리회로, (214)는 신호처리 제어회로(115)에 의해 설정된 RGB용 매트릭스를 사용해서 RGB 신호를 생성하는 RGB 매트릭스회로, (215)는 화이트 발란스회로, (216)은 신호처리 제어회로(115)에 의해 설정된 색차신호용 매트릭스를 사용해서 색차신호를 생성하는 색차매트릭스회로이다. 도 6은 휘도 및 RGB 매트릭스회로(212), (214)의 회로구성예이고, (221), (222), (223), (224)는 입력신호와 매트릭스계수를 승산하는 승산기, (225)는 승산기(221), (222), (223), (224)의 출력을 가산하는 가산기이다.
도 5에 있어서, 샘플링회로(211)은 순차 신호가 전환되는 도 3에 도시한 신호 s1, s2, …를 도 7A, 도 7B, 도 7C에 도시한 바와 같이 샘플홀드한다. 도 7A 및 도 7C는 Cy+Cr, 또는 Ye+Mg의 신호가 촬상소자(104)에서 출력되는 수평기간의 타이밍도이고, 도 7B는 Cy+Mg 또는 Ye+Gr이 출력되는 수평기간의 타이밍도이다. 도시하고 있지 않지만, 샘플링회로(211)은 라인메모리를 갖고, 예를 들면 도 7B의 수평기간에 있어서 도 7A의 수평기간과 동일한 신호시계열의 신호 S1, S2를 출력하고, 도 7C의 수평기간에 있어서 도 7B의 수평기간과 동일한 신호시계열의 신호 S3, S4를 출력한다. 이 샘플홀드된 신호 Gr+Cy, Mg+Ye, Mg+Cy, Gr+Ye는 휘도매트릭스회로(212) 및 RGB 매트릭스회로(214)에서 도 8A, 도 8B, 도 8C에 도시한 매트릭스계 M1, M2가 승산되어 휘도신호 Y 및 RGB 신호 G, R, B로 변환된다. 도 8A, 도 8B에 도시한 매트릭스계수 M1, M2의 구체적인 예를 다음에 기술한다.
[식 1]
M11= M12= M13= M14=1
M21= -M22=2, M23=0, M24=1
M31= 1M32=-1, M33=0, M34=2
M41=1, M42=0, M43=2, M44=-2
색차신호 R-Y, B-Y도 도 6에 도시한 회로구성에 의해 동일하게 생성할 수 있고, 도 8C에 도시한 매트릭스계수 M3으로서는 다음에 기술하는 구체적인 예를 사용하면 좋다.
[식 2]
M51=0.7, M52=-0.59, M53=-0.11
M61=-0.3, M62=-0.59, M63=0.89
상기 매트릭스계수 M1, M2, M3은 신호처리 제어회로(115)에 의해서 설정된다.
다음에 정지화상의 신호생성에 대해서 설명한다.
정지화상 생성시에는 상술한 바와 같이 독립리드에 의해 각 화소의 신호를 독립해서 촬상소자(104)에서 리드하고, A/D 변환기(107)에 의해 디지탈신호로 변환해서 도 4에 도시한 신호열을 메모리(108)에 기록한다. 메모리(108)에서는 도 2에 도시한 제 1행의 포토다이오드(201)의 신호, 제 2행의 포토다이오드(201)의 신호, …의 순으로 리드하여 신호처리회로(114)에 입력한다. 샘플링회로(211)은 도 9A, 도 9B, 도 9C에 도시한 바와 같이 Gr, Mg, Gr, Mg, … 또는 Cy, Ye, Cy, Ye의 시계열로 입력된 신호를 움직임화상 촬영시와 마찬가지로 샘플홀드하고, 신호처리 제어회로(115)에 의해서 매트릭스계수 M1, M2, M3중의 M2를 하기의 매트릭스값 M4로 다시 설정해서 도 10A, 도 10B, 도 10C에 도시한 정지화상 촬영시의 휘도신호 Y, 색신호 R, G, B 및 색차신호 R-Y, B-Y를 생성한다.
[식 3]
M71=0, M72=1, M73=-1, M74=1
M81=1, M82=0, M83=2, M84=-2
M91=0, M92=1, M93=1, M94=-1
또, 도 2에 도시한 바와 같이 색필터 gr, mg의 배치은 1행걸러 gr, mg, gr, …,의 순서와 mg, gr, mg,…,의 순서를 반복하고 있다. 따라서, 도 9A, 도 9C에 도시한 바와 같이 신호처리회로(114)에 입력되는 Gr, Mg의 순서가 1화소분 어긋난다. 상기 어긋남을 보정하기 위한 샘플링회로(211)의 구체적인 예를 도 11A에 도시한다. 도 11A에 있어서, (241), (242)는 샘플홀드회로이고, A, B는 각각 샘플홀드회로(241), (242)의 샘플홀드 펄스이다. 도 11B에 도시한 바와 같이 N행째의 포토다이오드(201)의 신호를 리드하는 라인 N의 신호처리에 있어서 Mg, Gr,…,의 순서로 신호가 입력된 것으로 하면 샘플홀드펄스 A, B,를 도 11C과 같이 공급하고, 도 11D에 도시한 시계열로 샘플홀드한다. 여기에서, 샘플홀드회로(241), (242)는 샘플홀드펄스가 하이레벨일때 입력신호를 통과시키고, 로우레벨일 때에는 직전의 하이레벨시의 신호를 출력한다. 한편, N+2행째의 포토다이오드(201)의 신호를 리드하는 라인 N+2의 신호처리에 있어서는 Gr, Mg, …,의 순서로 신호가 입력되므로 샘플홀드펄스 A, B를 도 11C의 라인 n+2와 같이 공급하고, 도 11D의 라인 N+2로 나타낸 시계열로 샘플홀드한다.
다음에, 본 발명의 다른 실시예를 도 12에 도시한다. 도 12에 있어서 (251)은 신호처리회로, (252)는 카메라신호 처리회로, (253)은 신호보간회로, (254)는 메모리, (255)는 신호처리 제어회로이고, 도 1의 실시예와 공통되는 것에는 동일한 번호를 붙이고 있다. 도 1의 실시예와 다른 점은 메모리(254)에 신호처리회로(251)의 출력신호를 기록하도록 구성한 것이다. 움직임화상 촬상시의 동작은 도 1의 실시예와 동일하기 때문에 정지화상 촬상시의 동작을 다음에 설명한다.
독립리드에 의해 촬상소자(104)에서 출력된 신호는 도 5에 도시한 신호처리회로를 갖는 카메라신호 처리회로(252)에 입력되고, 휘도신호 또는 색차신호 생성경로중 어느 하나의 경로를 이용해서 통과하는 것에 의해 출력된다. 예를 들면 샘플링회로(211)은 입력신호를 그대로 S1로 출력하고, 휘도매트릭스회로(212)는 S1에 1을 승산한 신호의 S2-S4에 0을 승산한 신호를 가산하고, 휘도신호 처리회로(213)은 휘도매트릭스회로(212)의 출력신호를 그대로 출력한다. 신호보간회로(253)은 신호처리 제어회로(255)로부터의 제어신호에 따라서 도 13A, 도 13B에 도시한 신호시계열 변환을 실행하고, 이 신호시계열 변환부의 신호를 메모리(254)에 기록한다. 여기에서, 도 13A, 도 13B에 도시한 신호시계열 변환을 실행하고, 이 신호시계열 변환부의 신호를 메모리(254)에 기록한다. 여기에서, 도 13A, 도 13B은 촬상소자(104)에서 출력된 신호의 공간분포를 나타내고 있다. 촬상소자(104)에서 출력된 신호를 메모리(254)에 다 기록한 후, 메모리(254)에 기록된 신호는 카메라신호 처리회로(252)에 입력되고, 신호처리 제어회로(255)로부터의 제어신호에 따른 도 1의 실시예와 동일한 신호처리에 의해서 휘도신호 Y와 색차신호 R-Y, B-Y가 생성된다. 신호보간회로(253)은 신호처리 제어회로(255)로부터의 제어신호에 따라 이 휘도신호 Y와 색차신호 R-Y, B-Y를 그대로 출력한다.
신호보간회로(253)에서 도 13A, 도 13B에 도시한 신호보간을 실행할 수 있으면 도 11B, 도 11C, 도 11D에 도시한 샘플링에 의한 신호시계열 변환을 실행할 필요가 없다. 즉, 도 11B의 라인 N으로 나타낸 시계열로 신호 Mg, Gr이 입력된 경우, 신호보간회로(253)은 도 13A에 도시한 바와 같이 그대로 보간후의 신호 Mg', Gr'로써 출력하고, 도 11B의 라인 N+2에 나타낸 시계열로 신호 Gr, Mg가 입력된 경우, 신호보간회로(253)은 도 13B에 도시한 바와 같이 그대로 보간후의 신호 Mg', Gr'로써 출력하고, 도 11B의 라인 N+2에 나타낸 시계열로 신호 Gr, Mg가 입력된 경우에 신호보간회로(253)은 도 13B에 도시한 바와 같이 2개의 입력 Gr 신호에서 보간후의 신호 Gr'를 입력 Mg 신호의 위치에 2개의 입력 Mg 신호에서 보간후의 신호 Mg'를 입력 Gr신호의 위치에 각각 보간생성해서 출력한다.
상기 신호보간을 실행하는 신호보간회로(253)의 구체적인 예를 도 26에 도시한다. 도 26에 있어서 (401)은 지연회로, (402), (403)은 승산기, (404)는 가산기, K1, K2는 신호처리 제어회로(255)에서 공급되는 계수이다. 지연회로(401)은 입력신호를 2화소분 지연시켜 도 3a에 도시한 보간시에는 계수 K1을 0으로, K2를 1로 각각 설정하고, 도 13B에 도시한 보간시에는 계수 K1, K2를 각각 0.5로 설정한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블럭도로서, (90)은 촬상소자, (91)은 프레임메모리, (92)는 신호선택회로, (3)은 색보간회로, (4)는 RGB 매트릭스이다. 촬상소자(90)은 도 14에 도시한 바와 같이 4개의 화소 A, B, C, D(설명을 위해 각 화소신호에는 위치를 나타내는 번호를 붙이고 있다)로 구성되고, 화소 혼합리드에 의해 색신호를 생성할 수 있도록 A, B의 화소가 1라인마다 교대로 배열된다. 본 실시예에서는 상기 촬상소자(90)을 화소 혼합리드하지 않고 각 화소신호를 그대로 리드하여 프레임메모리(91)에 각 화소신호를 페치한다. 상기 프레임메모리(91)에 페치된 신호에서 신호선택회로(92)에 의해 인접한 수직 3라인의 신호를 추출하여 색보간회로(3)으로 공급한다. 다음에 색보간회로93)에 의해 상기 수직 3라인의 신호에서 각 색신호 A, B, C, D를 보간 생성한 후 RGB 매트릭스회로(5)에 의해서 RGB 신호로서 출력된다.
그런데, 상술한 바와 같이 색보간회로(3)에 의해 각 색신호를 보간생성하는 것이지만 이 보간방법에 대해서 설명한다. 우선, n2 라인의 색신호 보간생성에서는 A, B의 화소가 없으므로 수직방향에서는 n1, n3 라인의 신호에 의해 보간한다. n1, 3라인에서는 A, B의 화소의 위치가 다르기 때문에 수평방향에서는 각각 보간계수를 변경할 필요가 있다. 여기서, 보간후의 색신호의 1화소를 보간전의 신호의 수평 5화소에서 생성하는 것으로 하면, 예를 들어
A=1/2(1/2A12+1/2A14)
+1/2(1/4A31+1/2A33+1/4A35)
B=1/2(1/4B11+1/2B13+1/4B15)
+1/2(1/2B32+1/2B34)
인 식에 의해 수평화소의 중심에 가중해서 보간할 수 있다. 또, C, D에 대해서는 n2 라인에 존재하므로 수평방향만 중심으로 가중해서 보간생성한다. 즉,
C=1/2(1/2C21+C23+1/2C25)
D=1/2(D22+D24)
로 된다.
다음에, n3 라인에서의 1수평주사기간의 색신호의 생성에서는 C, D의 화소가 없으므로 n2, n4 라인에서 보간하고, A, B는 n3 라인에서 보간생성한다. 즉,
A=1/2(1/2A31+A33+1/2A35)
B=1/2(B32+B34)
C=1/2(1/4C21+1/2C23+1/4C25)
+1/2(1/4C41+1/2C43+1/4C45)
D=1/2(1/2D22+1/2D24)
+1/2(1/2D42+1/2D44)
로 된다.
이하, A, B의 화소배치가 라인마다 교대로 교체되는 것을 고려해서 n4라인에서는
A=1/2(1/4A31+1/2A33+1/4A35)
+1/2(1/2A52+1/2A54)
B=1/2(1/2B32+1/2B34)
+1/2(1/4B51+1/2B53+1/4B55)
C=1/2(1/2C41+C43+1/2C45)
D=1/2(D42+D44)
n5 라인에서는
A=1/2(A52+A54)
B=1/2(1/2B51+B53+1/2B55)
C=1/2(1/4C41+1/2C43+1/4C45)
+1/2(1/4C61+1/2C63+1/4C65)
D=1/2(1/2D42+1/2D44)
+1/2(1/2D62+1/2D64)
로 된다. 이후에 n2, n3, n4, n5 라인에서의 보간계수를 순차 반복하는 것에 의해 색신호를 생성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 수직 3라인에서 색신호를 보간생성할 수 있으므로, 색신호의 수직해상도 저하가 적은 촬상장치를 실현할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 4개의 색신호를 A, B, C, D로 해서 설명했지만, 예를 들면 Mg, G, Cy, Ye의 4색이 일반적이지만, 정상적이 색을 재생할 수 있는 것이면 특별히 색에 구애받지 않고, 또 보간계수에 대해서도 1예를 들었을 뿐이며 수직 3라인에서 색신호를 보간생성할 수 있는 계수이면 특별히 본 계수에 구애받을 필요도 없다.
도 15는 본 발명의 실시예를 도시한 블럭도로서, 도 14의 실시예와의 상이점은 신호선택회로(92)를 1H지연회로로 구성한 점이며, 동일기능, 동일동작의 것에는 동일기호, 동일부호로 나타내고, 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 촬상소자가 도 16에 도시한 바와 같은 화사배치인 경우 도 15에 있어서 메모리에서 리드된 촬상소자의 화소배열에 따른 신호는 1H 지연회로(2), (3)에 의해 지연된 1H 지연신호, 2H 지연신호와 함께 색보간회로(3)으로 공급되고, Mg, G, Ye, Cy의 각 보색을 보간생성한 후 R, G, B 매트릭스회로(4)에 의해서 R, G, B 신호로서 출력된다. 본 실시예에 있어서도 도 14의 실시예와 마찬가지로 색신호를 보간생성하면 n2라인에서는
Mg=1/2(1/2Mg12+1/2Mg14)
+1/2(1/4Mg31+1/2Mg33+1/4Mg35)
G=1/2(1/4G11+1/2G13+1/4G15)
+1/2(1/2G32+1/2G34)
Ye=1/2(Ye22+Ye24)
Cy=1/2(1/2Cy21+Cy23+1/2Cy25)
n3 라인에서는
Mg=1/2(1/2Mg31+Mg33+1/2Mg35)
G=1/2(G32+G34)
Ye=1/2(1/2Ye22+1/2Ye24)
+1/2(1/2Ye42+1/2Ye44)
Cy=1/2(1/3Cy21+1/2Cy23+1/4Cy25)
+1/2(1/4Cy41+1/2Cy43+1/4Cy45)
n4 라인에서는
Mg=1/2(1/4Mg31+1/2Mg33+1/2Mg+54)
+1/2(1/2Mg52+1/2Mg54)
G=1/2(1/2G32+1/2G34)
+1/2(1/4G51+1/2G53+1/4G55)
Ye=1/2(1/2Ye42+1/2Ye44)
Cy=1/2(1/2Cy41+Cy43+1/2Cy45)
n5 라인에서는
Mg=1/2(Mg52+Mg54)
G=1/2(1/2G51+G53+1/2G55)
Ye=1/2(1/2Ye42+1/2Ye44)
+1/2(1/2(Ye62+1/2Ye64)
Cy=1/2(1/4Cy41+1/2Cy43+1/4Cy45)
+1/2(1/4Cy61+1/2Cy63+1/4Cy65)
로 된다.
이후에, 도 14의 실시예와 마찬가지로 n2, n3, n4, n5 라인에서의 보간계수를 순차 반복하는 것에 의해 색신호를 생성할 수 있다.
다음에, 상기 색보간회로(3)의 하나의 구체적인 예를 도 17에 의해 설명한다. (5), (6), (7)은 수평보간필터, (21)~(24)는 가산기, (25)~(28)은 스위치회로이다. 수평보간필터(5), (6), (7)은 1화소 지연회로(8)~(11), 계수기(12)~(16), (19), (20) 및 가산기(17), (18)로 구성되어 있고, 2탭 처리와 3탭 처리를 출력한다. 메모리에서 리드된 원신호, 1H 지연신호 및 2H 지연신호는 각각 수평보간필터(5), (6), (7)로 공급되고, 원신호, 2H 지연신호의 필터처리출력은 가산기(21)~(24)에 의해 2탭 출력, 3탭 출력을 각각 가산한 후, 또 1H 지연신호의 필터처리출력은 직접 스위치회로(25)~(28)에 입력된다. 여기에서, 스위치회로(25)~(28)을 1H마다 4H 주기로 순차 전환하도록 제어신호를 공급하는 것에 의해 상술한 보간식을 만족하는 각 보색을 출력할 수 있다.
또한, 이 색보간 회로의 하나의 구체적인 예에서는 1차원 필터를 조합해서 실현했지만, 상술한 보간식을 만족하면 특별히 구성에 구애받지 않고, 예를 들면 2차원 필터 등에 의해 실현할 수 있는 것은 물론이다.
또, 본 실시예에서는 수평 5화소를 사용해서 보간하도록 설명했지만, 예를 들면 3화소 또는 7화소 등 필요한 신호대역에 따라서 각 보색을 보간생성해도 아무런 지장이 없다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 도 14의 실시예와 마찬가지로 수직 3라인에서 R, G, B신호를 생성할 수 있으므로, 색신호의 수직해상도의 저하가 적은 촬상소자를 실현할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블럭도이다. 본 실시예의 도 14의 실시예와의 상이점은 수직 5라인의 신호에서 각 보색을 보간생성하도록 구성한 점이며, 동일 기능, 동일 동작을 하는 것은 동일 기호, 동일 부호로 나타내고, 상세한 설명은 생략한다.
도 18에 있어서 색보간회로(33)에는 원신호와 1H 지연회로(29)~(32)에 의해 지연된 1H 지연신호, 2H 지연신호, 3H 지연신호, 4H 지연신호가 각각 입력되어 보색 Mg, G, Ye, Cy가 생성되지만, 이 동작을 도 19를 사용해서 설명한다.
도 19는 촬상소자의 화소배열상에 배열한 각 화소신호에 번호를 붙여서 도시한 도면으로서, 1수평주사기간의 신호를 수직 5라인, 수평 5화소에서 생성하는 경우를 설명한다. 우선, n3 라인에서의 1수평주사기간의 색신호의 생성에서는 Cy, Ye의 화소신호가 존재하지 않으므로, Cy, Ye는 n2, n4 라인에서 보간한다. 또, Mg, G에 대해서는 n3 라인의 신호를 중심으로 가중해서 n1, n5 라인에서 보간한다. 따라서,
Mg=1/4(1/2Mg12+1/2Mg14)
+1/2(1/4Mg31+1/2Mg33+1/4Mg35)
+1/4(1/2Mg52+1/2Mg54)
G=1/4(1/4G11+1/2G13+1/4G15)
+1/2(1/2G32+1/2G34)
+1/4(1/4G51+1/2G53+1/4G55)
Ye=1/2(1/2Ye22+1/2Ye24)
+1/2(1/2Ye42+1/2Ye44)
Cy=1/2(1/4Cy21+1/2Cy23+1/4Cy25)
+1/2(1/4Cy41+1/2Cy43+1/4Cy45)
로 된다. 다음에, n4 라인에서는 Mg, G 신호를 n3, n5 라인에서 보간하고, Cy, Ye 신호는 n4 라인을 중심으로 가중해서 n2, n6라인에서 보간한다. 따라서,
Mg=1/2(1/4Mg31+1/2Mg33+1/4Mg35)
+1/2(1/2Mg52+1/2Mg54)
G=1/2(1/2G32+1/2G34)
+(1/4G51+1/2G53+1/4G55)
Ye=1/4(1/2Ye22+1/2Ye24)
+1/2(1/2Ye42+1/2Ye44)
+1/4(1/2Ye62+1/2Ye64)
Cy=1/4(1/4Cy21+1/2Cy23+1/4Cy25)
+1/2(1/4Cy41+1/2Cy43+1/4Cy45)
+1/4(1/4Cy61+1/2Cy63+1/4Cy65)
로 된다. 이후, 도 14의 실시예와 마찬가지로 Mg, G의 화소배치가 라인마다 교체되는 것을 고려해서 n5라인에서는
Mg=1/4(1/4Mg31+1/2Mg33+1/4Mg35)
+1/2(1/2Mg52+1/2Mg54)
+1/4(1/4Mg71+1/2Mg73+1/4Mg75))
G=1/4(1/2G32+1/2G34)
+1/2(1/4G51+1/2G53+1/4G55)
+1/4(1/2G72+1/2G74)
Ye=1/2(1/2Ye42+1/2Ye44)
+1/2(1/2Ye62+1/2Ye64)
Cy=1/2(1/4Cy41+1/2Cy43+1/4Cy45)
+1/2(1/4Cy61+1/2Cy63+1/4Cy65)
n6 라인에서는
Mg=1/2(1/2Mg52+1/2Mg54)
+1/2(1/4Mg71+1/2Mg73+1/4Mg75)
G=1/2(1/4G51+1/2G53+1/4G55)
+1/2(1/2G72+1/2G74)
Ye=1/4(1/2Ye42+1/2Ye44)
+1/2(1/2Ye62+1/2Ye64)
+1/4(1/2Ye82+1/2Ye84)
Cy=1/4(1/4Cy41+1/2Cy43+1/4Cy45)
+1/2(1/4Cy61+1/2Cy63+1/4Cy65)
+1/4(1/4Cy81+1/2Cy83+1/4Cy85)
로 된다. 이와 같이 도 14의 실시예와 마찬가지로 4라인마다 보간계수를 전환하는 것에 의해 순차 색신호를 생성할 수 있다.
또, 상기 식의 보간계수는 수직 5라인에서 색신호를 보간생성하는 계수의 1예이며, 특별히 본 계수에 구애받지는 않는다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 수직 5라인에서 각 보색에 가중해서 보간생성하므로, 수직방향에서의 필터특성도 수평방향과 마찬가지로 2탭, 3탭 특성으로 되므로, 수평, 수직방향에서 보간특성이 일치된 신호처리회로를 실현할 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블럭도이다. 본 실시예의 제 1실시예와의 상이점은 적응 색처리회로를 마련하고, 수직에지에서의 색므와레를 경감하도록 구성한 점이며, 동일 기능, 동일 동작을 하는 것은 동일 부호로 나타내고, 상세한 설명은 생략한다.
도 20에 있어서, (34)는 적응색 처리회로로서, 원신호, 1H 지연회로, 2H 지연신호가 입력되고, 수직에지에서는 각각 적정한 레벨로 이득조정한 후, 상기 3라인의 신호를 색보간회로(3)으로 공급한다. 다음에, 적응색처리회로(34)의 동작을 도 21에 의해 상세하세 설명한다. 도 21에 있어서, (35)~(37)은 기준신호 생성회로, (38)은 계수합성회로, (39)~(41)은 승산회로이다. 기준신호 생성회로(35)~(37)은 각 라인마다의 기준으로 되는 신호레벨을 검출하는 회로로서, 이들 기준신호에 따른 비율로 각 라인의 이득 조정을 실행하므로 동일 조성의 신호로 할 필요가 있다.
MG+G=R+B+G
Ye+Cy=R+B+2G
이므로, Mg, G 라인의 G를 2배해서
Mg+2G=R+B+2G
로 하는 것에 의해 조성이 일치한 휘도신호를 얻는다. 여기에서, 원신호, 1H 지연회로, 2H 지연신호를 각각 S(n), S(n-1), S(n-2)로 하면 기준신호 생성회로(35)~(37)의 출력에는 각각의 라인의 기준신호 Y(n), Y(n-1), Y(n-2)가 형성된다. 이들 기준신호 Y(n), Y(n-1), Y(n-2)는 계수합성회로(38)로 공급되고, 원신호 S(n), 1H 지연신호 S(n-1), 2H 지연신호 S(n-2)에 대한 이득계수 k1, k2, k3이 생성된다. 이들 계수 k1, k2, k3은 각각 승산회로(39)~(41)에 의해 원신호 S(n), 1H) 지연신호 S(n-1), 2H 지연신호 S(n-2)과 승산된다.
이와 같이해서, 각 라인의 이득계수가 생성되는 것이지만, 보간된 신호의 레벨의 원신호의 레벨 이상으로 크게 되면 S/N의 저하의 원인으로 되기 때문에 보간된 신호의 레벨이 원신호의 레벨 이상으로 되지 않게 계수를 생성하도록 구성하고 있다. 예를 들면, 계수 k1, k2, k3은 다음과 같이 설정한다.
k1=Y(n-1)/MAX(Y(n), Y(n-1)
k2={Y(n)MAX(Y(n-1), Y(n))+Y(n-2)
/MAX(Y(n-1), Y(n-2))}/2
k3=Y(n-1)/MAX(Y(n-1), Y(n-2))
여기에서, 계수가 k1인 경우 분모가 MAX(Y(n), Y(n-1))이므로, Y(n-1)≤Y(n)이면 k1=Y(n-1)/Y(n)≤1로 되고, Y(n-1)Y(n)이라도 k1은 1보다 크게되지 않는다. 따라서, 보간에 의해서 원신호 S(n)이 증폭되는 일은 없다. 계수 k3에 대해서도 마찬가지이다. 또, k2도 1보다 크게 되지 않지만 정확한 색재현을 얻기 위해 S(n-1)도 레벨보정하여 S(n), S(n-2)와의 레벨을 동일하게 하고 있다.
도 22는 도 21에있어서의 기준신호 생성회로의 하나의 구체적인 예를 도시한 블럭도로서, (42)~(45)는 1화소 지연회로, (46)~(55)는 계수회로, (56)~(60)은 스위치회로, (61)은 가산기이다. 여기에서, 도 4의 화소배치에 의해 신호가 출력되는 것으로 하면 각 라인의 기준신호 Mg와 G가 출력되는 라인 S(n), S(n-2)에서는
S(n)=G+Mg+2G+Mg+G
=2R+2B+4G
S(n-2)=1/2Mg+2G+Mg+2G+1/2Mg
=2R+2B+4G
로 된다. 또, Ye와 Cy가 출력되는 라인 S(n-1)에서는
S(n-1)=1/2Ye+Cy+Ye+Cy+1/2Ye
=2R+2B+4G
로 되도록 스위치회로(56)~(60)을 전환한다. 즉, 4H마다 계수를 전환해가는 것에 의해 각 라인의 조성이 일치한 기준신호를 얻을 수 있다.
도 23은 도 21에 있어서의 계수합성회로(38)의 하나의 구체적인 예를 도시한 블럭도로서, (62), (63)은 비교회로, (64)~(67)은 제산기, (68)은 가산기, (69)는 계수기이다.
도 23에 있어서, 입력되는 기준신호 Y(n)과 Y(n-1)이 비교회로(62)에 의해 비교되고, 상기 기준신호가 큰 쪽이 선택되어 출력된다. 또, 상기 비교회로(62)의 출력신호는 계산회로(65)로 공급되어 기준신호 Y(n-1)을 제산한다. 상기 제산회로(65)의 출력신호가 k1로 된다. 마찬가지로 입력되는 기준신호 Y(n-1)과 Y(n-2)에서 비교회로(63) 및 제산회로(66)에 의해서 k3이 생성된다. 또, 비교회로(62)의 출력신호는 제산회로(64)로 공급되어 기준신호 Y(n)을 제산하고, 비교회로(63)의 출력신호는 제산회로(67)로 공급되어 기준신호 Y(n-2)를 제산한다. 상기 제산회로(64), (67)의 출력은 가산회로(68)과 계수기(69)에 의해서 가산평균되어 상기 계수 k2가 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 수직에지가 있는 경우에도 수직방향의 상관성이 저하하지 않으므로, S/N의 저하없이 수직 색므와레를 경감시킬 수 있음과 동시에 색신호의 수직 색해상도의 저하가 적은 촬상장치를 실현할 수 있다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블럭도로서, 상기 실시예와의 상이점은 촬상소자에서 얻은 화상신호를 컴퓨터에 페치하고, 소프트웨어에 의해 처리한 후 출력하도록 구성한 점이며, 동일 기능 동일 동작을 하는 것에는 동일 기호, 동일 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 24에 있어서, (73)은 인터페이스회로, (74)는 컴퓨터, (75)는 메모리이다. 촬상소자(90)에서 화소혼합되지 않고 리드된 신호는 프레임메모리(91)에 기억되고, 이 프레임메모리에 기억된 신호는 인터페이스회로(73)을 거쳐서 화상데이타로써 컴퓨터(74)로 공급된다. 상기 컴퓨터(74)에 있어서 상기 화상데이타를 처리하는 것이지만, 예를 들면 도 14의 실시예의 보간식에 따라서 소프트웨어 처리하는 것에 의해 보간한 색신호 데이타를 생성할 수 있다. 또, 다른 실시예에 있어서도 신호의 연산처리를 위해 소프트웨어 처리를 용이하게 실행할 수 있는 것은 물론이다.
이와 같이, 소프트웨어에 의해 생성된 색신호데이타를 인터페이스회로(73)을 거쳐서 메모리(75)로 공급하고, 그후 소정 시간에 상기 메모리(75)에서 신호를 출력하는 것에 의해 각 화소의 색신호를 보간생성할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 소프트웨어에 의해 색신호를 보간생성할 수 있으므로, 하드웨어의 변경없이 본 발명의 다른 실시예에서 기술한 각 처리를 간단히 실행할 수 있어 요구되는 화질에 따라서 설계의 자유도가 우수한 촬상장치를 실현할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 각 화소신호를 보간생성하도록 설명했지만 RGB 신호 또는 색차신호 R-Y, B-Y 신호의 생성까지 소프트웨어로 실행하더라도 좋은 것은 물론이고, 컴퓨터의 처리속도에 따라서 실시간처리, 저속처리를 적절하게 사용할 수도 있다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블럭도로서, 상술한 실시예에 의해 생성한 RGB 신호에서 색차 신호 R-Y, B-Y를 생성하는 1예이다. 도 25에 있어서, (76), (77), (78), (79), (80), (81)은 승산회로, (82), (83)은 가산회로이다. 상기 RGB 신호는 승산회로 (76), (77), (78) 및 승산회로 (79), (80), (81)로 각각 공급되고 상기 승산회로(76), (77), (78)에서는 순차 0.7, -0.59, -0.11배하고, 또 상기 승산회로 (79), (80), (81)에서는 순차 -0.3, -0.59, 0.89배해서 출력한다. 상기 출력된 신호는 가산회로(82), (83)에서 각각 가산되어 출력된다.
즉, 가산회로(82)의 출력에는
0.7R-0.59G-0.11B
인 신호가, 또 가산회로(83)의 출력에는
0.89B-0.59G-0.3R
인 신호가 얻어진다. 이들 2개의 색으로 표시되는 신호는 각각 R-Y, B-Y 신호이다. 또한, 상기 승산회로의 승산계수를 각각 0.3, 0.59, 0.11로 하는 것에 의해,
0.3+R0.59G+0.11B
인 휘도신호 Y를 얻을 수 있는 것도 물론이다.
이상 설명한 바와같이, 본 실시예에 의하면 RGB 신호 뿐만 아니라 색차신호 R-Y, B-Y 또는 휘도신호 Y도 생성할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서도 제 5실시예와 같이 컴퓨터에 화상신호를 페치하고, 소프트웨어에 의해 휘도신호를 생성할 수 있는 것은 물론이다.
이상은 프레임정보를 손실시키지 않고 정지화상을 기록하는(Full 모드라고 한다) 실시예이고, 다음에 화질의 저하를 수반하지만 적은 메모리용량으로 정지화상을 기록하는(Economy) 모드라고 한다) 실시예를 설명한다.
촬상소자(104)는 정지화상 촬상시에도 상술한 일반적인 화소 혼합리드에 의해서 신호를 출력한다. 촬상소자(104)에서 출력된 신호는 도 1의 실시예에 있어서, 메모리 제어회로(109)에 의해서 2개에 1개의 비율로 수평방향으로 솎아내서(thinning) 메모리(108)에 기록하고, 메모리(108)에서 리드한 신호에 움직임화상 촬상시와 마찬가지의 매트릭스처리를 실시해서 휘도신호와 색차신호를 생성한다. 또 도 12의 실시예에 있어서는 신호보간회로(253)에서 2개에 1개의 비율로 수평방향으로 신호보간을 실행해서 신호수를 반으로 줄여 메모리(254)에 기록한다.
이상의 동작에 의해 Full 모드에 비해서 수직 및 수평방향의 신호를 각각 1/2로 할 수 있으므로, 메모리(108), (254)에 4배의 매수의 정지화상을 기록할 수 있다. 상기 Full 모드와 Economy 모드는 Full/Economy 전환스위치(119)로 전환하고, 어느 모드에 있는지에 따라서 메모리(108), (254)에 앞으로 몇매의 정지화상을 기록할 수 있는지를 뷰파인더(116)에 표시한다. 또, 어느 모드에 있는지를 뷰파인더(116)에 표시한다.
도 27에 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 27은 화이트 발란스회로(215)의 내부구성을 도시한 도면으로서, (303)은 R-앰프, (304)는 B-앰프, (305)는 이득제어회로, (306)은 R-Y 검파회로, (307)은 B-Y 검파회로이다. 본 발명에 있어서의 화이트 발란스 제어는 색차매트릭스회로(216)에서 생성한 R-Y, B-Y의 색차신호에서 R-Y 검파회로(306), B-Y 검파회로(307)에서 화이트 어긋남 판별을 실행하여 얻어진 화이트 어긋남 정보에 따라서 이득제어회로(305)가 R-앰프(303) 및 B-앰프(304)의 이득을 제어하는 것에 의해 실행하고 있다. 그리고, 셔터버튼(111)이 눌려진 경우에는 셔터 온(ON)하기 직전의 1필드 또는 복수필드의 평균에서 산출한 R-앰프(303), B-앰프(304)의 이득을 촬상소자(104)에서 리드한 화상신호와 함께 메모리(108)에 기록한다. 그리고, 재생시에는 메모리(108)에 기록한 상기 이득에 R-앰프(303), B-앰프(304)를 설정해서 영상신호를 생성한다.
도 28~도 30에 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 동일 도면은 신호처리회로(114)에서 출력되는 디지탈 영상신호를 도시한 도면이고, 도 28A, 도 28B, 도 28C은 휘도신호/색차신호로 출력하는 경우의 예이고, 도 29A, 도 29B은, R/G/B 신호로서의 출력예, 도 30A, 도 30B은 촬상소자(104)의 색필터에 대응하는 신호로서의 출력예이다. 도 28A은 일반적인 휘도/색차신호(4:2:2 디지탈)의 추출방법으로서, Y, R-Y, B-Y 모두 각각 출력하고 있다. 도 28B은 R-Y, B-Y의 색차신호를 순차화회로(308)에서 순차화해서 출력한 도면이다. 또, 도 28C은 Y, R-Y, B-Y의 모든 신호를 순차화해서 출력한 도면이다. 도 29A은 R, G, B 신호를 별개로 추출한 도면이고, 도 29B은 상기 R, G, B 신호를 순차화회로(308)에서 순차화해서 출력한 도면이다. 도 29A, 도 29B에 있어서 출력하는 R, G, B 신호에는 미리 화이트 발란스 제어가 실시되어 있지만, R, B의 이득정보를 출력데이타에 부가하는 것에 의해, 본 장치 내부에서의 화이트 발란스 제어를 실행하지 않고 외부에서 화이트 발란스 제어를 실행할 수도 있다. 도 30A, 도 30B도 마찬가지로, 촬상소자(104)에서 얻어지는 Gr, Mg, Cy, Ye의 보색신호에 화이트 발란스 제어 등의 신호처리를 실시하지 않고 출력하고 있다. 또, 도면에는 도시하고 있지 않지만 각종 신호처리를 실시하는 R, B 이득 등의 파라미터는 출력데이타의 선두에 부가하고 있다. 또, 상기 R, G, B 신호를 순차화해서 출력하는 경우 색차 매트릭스회로(216)의 매트릭스계수 M3을
[식 4]
M51=1, M52=0, M53=0
M61=0, M62=0, M63=0
으로 설정해서 R-Y 출력채널에서 R신호를 출력하고, 그후 재차 메모리(108) 또는 (254)에서 신호를 리드함과 동시에 색차 매트릭스회로(216)의 매트릭스계수 M3을
[식 5]
M51=0, M52=1, M53=0
M61=0, M62=0, M63=0
으로 설정해서 R-Y 출력채널에서 G 신호를 출력하고, 그후 또 메모리(108) 또는 (254)에서 신호를 리드함과 동시에 색차 매트릭스회로(216)의 매트릭스계수 M3을
[식 6]
M51=0, M52=0, M53=1
M61=0, M62=0, M63=0
으로 설정해서 R-Y 출력채널에서 B 신호를 출력해도 좋다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 도면을 사용해서 설명한다.
도 31은 본 발명의 다른 실시예에 관한 촬상장치의 구성도이다. 도 31에 있어서 (1901)은 렌즈, (1902)는 셔터, (1903)은 셔터제어회로, (1904)는 촬상소자, (1905)는 구동회로, (1906)은 앰프, (1907)은 A/D 변환기, (1908)은 메모리, (1909)는 버퍼메모리, (1910)은 메인메모리, (1911)은 메모리 제어회로, (1912)는 기록/재생 제어회로, (1913)은 선택회로, (1914)는 신호처리회로, (1915)는 카메라신호 처리회로, (1916)은 신호보간회로, (1917)은 신호처리 제어회로, (1918)은 셔터버튼, (1919)는 Full/Economy 전환스위치, (1920)는 표시장치이며, 촬상소자(1904)의 구체적인 예를 도 2에 도시한다. 도 2에 있어서, (201)은 포토다이오드, (202)는 수직 CCD, (203)은 수평 CCD이고, gr, mg, cy, ye는 포토다이오드(201)의 각각에 배치된 색필터로서, gr은 그린, mg는 마젠타, cy는 시안, ye는 옐로우의 색필터인 것을 나타낸다. 상기 구성에 있어서, 렌즈(1901)을 통해서 입력된 광은 셔터제어회로(1903)에 의해 조리개값 F가 제어된 셔터(1902)를 통해 촬상소자(1904)에 입력되고, 촬상소자(1904)의 표면에 배치된 도 2에 도시한 포토다이오드(201)에 의해서 광전변환된 신호전하는 수직 CCD(202)를 경유해서 수평 CCD(203)으로 전송되고 구동회로(1905)에서 공급되는 수평주사펄스와 동기해서 전압변환되어 출력된다.
우선, 움직임화상 촬영시의 동작을 설명한다. 촬상소자(1904)는 상기 공지예에 기재되어 있는 바와 같이 수직방향으로 인접하는 2개의 화소신호를 혼합해서 리드하는 소위 화소 혼합방식으로 신호를 리드한다.
촬상소자(1904)의 출력신호는 앰프(1906)에 의해서 증폭되고, A/D 변환기(1907)에 입력된다. A/D 변환기(1907)에 입력된 신호는 구동회로(1905)에서 공급되는 타이밍펄스로 샘플링되어 디지탈신호로 변환된다. A/D 변환기(1907)에 의해 디지탈신호로 변환도니 신호는 선택회로(1913)에 의해서 신호처리회로(1914)내에 입력된다. 신호처리회로(1914)는 감마보정이나 화이트 발란스 보정 등의 일반적인 신호처리를 실행하여 휘도신호, 색(RGB)신호 등을 생성한다.
다음에 정지화상을 기록하는 동작을 설명한다.
상기 구성에 있어서, 셔터버튼(1918)을 누르는 것에 의해 기록/재생 제어회로(1912)에서 셔터클로즈의 제어신호가 셔터제어회로(1903)에 입력되고, 셔터제어회로(1903)에 의해서 셔터(1902)는 소정 시간 후에 클로즈상태로 된다. 셔터(1902)가 클로즈상태로 될 때까지 촬상소자(1904)에 입력된 광은 촬상소자(1904)에 배치된 포토다이오드(201)에 의해서 광전변환되고, 셔터(1902)가 클로즈상태인 동안은 수직 CCD(202)를 경유해서 수평 CCD(203)으로 전송되고, 구동회로(1905)에서 공급되는 수평주사펄스와 동기해서 전압변환되어 출력된다. 이때, 촬상소자(1904)는 포토다이오드(201)에서 한번 신호를 리드하면 포토다이오드(201)에 신호가 남지 않는 소위 파괴리드이므로, 움직임화상의 리드와 마찬가지로 화소 혼합리드를 하면 프레임의 정보가 손실되어 버린다. 수직방향의 해상도를 저하시키지 않고 정지화상을 얻기 위해 독립 리드를 실행한다.
상기 동작에 의해서 각각의 화소에서 독립해서 리드된 신호 Gr, Mg, Cy, Ye는 A/D 변환기(1907)에 의해 디지탈신호로 변환되어 메모리 제어장치(1911)에 의해서 제어된 메모리(1908)에 기록된다. 한편, 상기 정지화상기록을 실행하기 전의 움직임 촬영시에 신호처리회로(1914)에서 실행하고 있던 화이트 발란스 등의 정보도 메모리(1908)에 기록한다. 화이트 발란스 등의 정보는 다른 기록수단에 기록해도 좋다.
다음에 기록된 정지화상을 출력하는 동작을 설명한다.
메모리(1908)에 기록된 신호는 선택회로(1913)에서 선택되어 신호처리회로(1914)에 입력된다. 신호처리회로(1914)는 화이트 발란스 등의 정보를 리드해서 그 정보에 따라서 소정의 영상신호를 생성한다. 그런데, 촬상소자(1904)가 갖는 포토다이오드(201)은 일반적으로 수평수직에서 다른 간격으로 배치되어 있다. 즉, 포토다이오드(201)은 화소라고도 불리우고 있으며, 도 2에 도시한 화소피치 Px, Py가 동일하지 않다. 따라서, 광학상이 공간적으로 등간격으로 샘플링되지 않게 되어 상술한 바와 같이 화상입력수단으로서는 바람직하지 않다. 그래서, 수평 및 수직의 화소피치를 동일하게 하기 위해 신호보간회로(1916)에 의해 내삽 보간한다. 도 26, 도 32 및 도 33을 사용해서 다음에 공간적인 샘플링피치를 동일하게 하는 내삽 보간에 대해서 설명한다.
도 26은 신호보간회로(1916)의 구체적인 예를 도시한 도면이다.
도 32에 있어서, 0으로 표시하고 있는 S1,1, S1,2, S1,3, S2,1, S2,2, S2,3은 신호보간회로(1916)에 입력되는 신호(보간전의 신호)의 공간분포를 나타내고, △로 표시하고 있는 S1,1, S1,2, S1,3, S2,1, S2,2, S2,3는 가산기(404)의 출력(보간후의 신호)의 공간분포를 나타내고 있다. 보간전의 신호는 Px를 수평화소피치, Py를 수직화소피치로 하면 수평수직방향으로 각각 Px, Py의 정수배만큼 떨어져 있게 되고, 여기에서는 간단하게 하기위해 Px, Py만큼 떨어져 있는 것으로 한다. S1,1'의 위치에 S1,1'로 표시하는 보간후의 신호를 생성했다고 하면 △를 표시한 보간후의 신호 S1,2'S1,3'에서 수평방향으로 Py, 2Py만큼 떨어진 곳에 생성하면 좋기 때문에, 다음식과 같이 내삽의 보간연산으로 구해진다.
[식 7]
S1,2'=S1,1*(Px-Py)/Px+S1,2'*Py/Px
[식 8]
S1,3'=S1,2*(2Px-2Py)/Px+S1,3*(2Py-Px)/Px
즉, 수직화소수를 M개, 수평화소수를 N개로 하고, 수평방향으로 다음의 N'개의 수평방향의 데이타를 내삽 보간에 의해 생성하면 좋다.
[식 9]
N'=N*Px/Py
그러나, 상기 방법에 의해 보간해서 얻은 영상신호는 수평방향으로 간격이 넓어진다. 그래서, 촬상소자(1904)에는 그 수평화소에서 도출되는 주파수의 수평주사펄스보다도 고속인 수평주사펄스를 공급한다. 다음에 구체적인 방법을 도 33을 사용해서 설명한다.
촬상소자(1904)에 수평방향의 화소피치 Px가 9.6㎛, 수직방향의 화소피치 Py가 7.5㎛, 수평화소수 510화소, 수직화소수 485화소의 일반적인 NTSC 방식의 촬상소자를 사용한 경우 수평화소수에서 도출되는 수평주사펄스의 주파수는 하기의 610fH(fH: 수평주파수)이다.
[식 10]
510*63.56/(63.56-10.5)=610.9 ≒ 611
한편, 상기 식 9에서 보간에 의해서 생성하는 수평방향의 신호수는 다음의 653개이다.
[식 11]
510*9.6/7.5=652.8 ≒ 653
따라서, 611fH의 주파수의 수평주사펄스를 사용하면 1수평기간내에 내삽 보간이 종료하지 않게 된다. 상기 문제를 해결하기 위해서는 사용하는 수평주사펄스의 주파수를 다음의 782fH로 하면 좋다.
[식 12]
65*63.56/(63.56-10.5)=782.2 ≒ 782
도 33에 있어서 출력신호 1은 611fH의 수평주사펄스를 사용해서 상기 촬상소자에서 신호를 출력한 경우의 타이밍도이고, 출력신호 2는 782fH의 수평주사펄스를 사용해서 상기 촬상소자에서 신호를 출력한 경우의 타이밍도이다. 본 실시예에 있어서는 782fH의 수평주사펄스를 사용해서 수평방향으로 510/653(또는 7.5/9.6)의 비율로 축소된 출력신호 2를 얻는다. 출력신호 2는 상기 신호보간에 의해 수평방향으로 653/510(또는 9.6/7.5)배 되므로, 얻어지는 영상신호의 애스팩트비는 변한이 없다.
다음에, 메모리 (1908)로의 영상신호의 라이트에 대해서 설명한다.
정지화상 기록시에는 상술한 바와 같이 독립리드에 의해 각 화소의 신호를 독립해서 촬상소자(1904)에서 리드하고, A/D 변환기(1907)에 의해 디지탈신호로 변환해서 메모리(19-8)에 기록한다. 도 4에 도시한 바와 같이 수직전송펄스 V1이 3진 펄스로 되는 필드에서는 Mg와 Gr이 순차로 출력되고, V3이 3진 펄스로 되는 필드에서는 Cy와 Ye가 출력되므로, 메모리(1908)에는 도 34에 도시한 바와 같은 포맷으로 기록된다. 정지화상 출력시에는 상기한 메모리(1908)에 기록된 신호를 순차 리드해서 신호처리회로(1914)에서 소정의 포맷의 영상신호를 생성한다. 예를 들면, 3원색 신호의 R, G, B를 생성하기 위해서는 이하에 기술하는 매트릭스 연산을 실행하고 R, G, B의 각각의 신호에 상기한 바와 같은 신호보간을 실행하면 좋다.
[식 13]
R=Mg-Cy+Ye
G=-Mg+Cy+Ye+Gr
B=Mg+Cy=Ye
이때, 가령 메모리(1908)를 신호처리회로(1914)의 후단에 배치하고, 촬상소자(1904)에서 출력된 신호에 식 13의 연산처리를 실시해서 보간후의 R, G, B 신호를 생성하고, 이 R, G, B 신호를 메모리(1908)에 기록한 경우 1프레임분의 화상신호를 기록하는데 필요한 메모리용량은
[식 14]
485*653*3*(RGB)*9비트≒8.6M비트
이다. 여기에서, 485는 라인수, 653은 수평도트수이고, A/D 변환기(1907)의 분해능은 9비트로 하고 있다. 한편, 본 실시예에서는
[식 15]
485*510*3*9비트≒2.2M비트
의 용량으로 된다. 즉, 보색의 신호를 기록하는 것에 의해 데이타를 약 1/4로 압축한 것으로 된다.
상기 식 14, 식 15에서 A/D 변환기(1907)의 분해능을 9비트로 한 이유는 분해능 8비트시의 양자화 에러에 의한 S/N 저하가 허용량 이상이라는 화질평가 결과에 따르고 있다. 그러나, 범용메모리를 메모리(1908)로 사용하는 경우 범용메모리의 비트구성이 깊이방향 8비트인 것을 고려하면 A/D 변환기(1907)의 분해능은 8비트인 것이 바람직하다. 그래서, 앰프(1906)에 도 35에 도시한 비선형의 입출력특성을 갖게 하고, 8비트의 분해능에 의해 디지탈신호로 변환한다. 양자화 잡음이 현저한 저휘도의 영역에서는 9비트의 분해능에 의해 디지탈신호로 변환하고, 양자화 잡음이 현저하지 않은 고휘도의 영역에서는 8비트 이하의 분해능에 의해 디지탈신호로 변환하는 것에 의해 데이타를 압축해서 8비트의 일반적인 메모리를 사용할 수 있다. 이때, 도 35에 도시한 입출력특성과는 반대의 도 36에 도시한 바와 같은 입출력특성을 신호처리회로(1914)에 갖게 하는 것에 의해 선형인 신호처리를 실행할 수 있다. 상기한 비선형의 입출력특성은 입력신호레벨에 따라서 앰프(1906)의 이득을 변화시키는 것에 의해 용이하게 실현할 수 있다. 다음에 도 31에 있어서의 메모리(1908)의 구체적인 구성예를 설명한다.
메모리(1908)의 내부구성은 도 31에 도시한 바와 같이 메인메모리(1910)과 버퍼메모리(1909)의 2개의 메모리를 사용한 구성으로 한다. 메모리(1908)은 A/D 변환기(1907)에서 출력되는 신호를 기록하기 위해 비디오레이트로 신호를 입출력할 필요가 있다. 또, 정지화상을 여러매 기록하기 위해서는 대용량의 메모리가 필요하게 된다. 그러나, 이와 같은 메모리는 현재 매우 고가이다. 그래서, 메인메모리(1910)으로는 기억용량은 크지만 데이타액세스 속도가 느린 것(예를 들면 플래시메모리나 자기디스크 또는 광디스크 등)을 사용하고, 버퍼메모리(1909)로는 고속동작이 가능한 화상메모리 등을 사용한다. 기록시에는 A/D 변환기(1907)에서 출력되는 신호를 비디오레이트로 동작하는 버퍼메모리(1909)에 일단 기록한다. 버퍼메모리(1909)에 기록된 정자화상 1매분의 신호는 메인메모리(1910)의 동작속도에 맞춰서 메인메모리(1910)으로 전송되어 기록된다.
다음에, 화질의 저하를 수반하지만 더욱 적은 메모리용량으로 정지화상을 기록하는 방법을 이하 설명한다.
이하, 상기 정지화상 기록방법을 Full 모드라 하고, 다음에 설명하는 정지화상 기록방법을 Economy 모드라 한다.
촬상소자(1904)는 상술한 일반적인 화소 혼합리드에 의해서 신호를 출력한다. 촬상소자(1904)에서 출력된 신호는 Full 모드 촬상시와 마찬가지로 해서 메인메모리(1910)에 도 37에 도시한 포맷으로 기록한다. 단, 이 방법에 의해 기록된 신호는 도 37에 도시한 바와 같이 Full 모드와는 신호의 포맷이 다르고 재생시에 상기 Full 모드와 신호처리의 방법이 다르다. 따라서, 소정 포맷의 영상신호를 생성할때 Full 모드로 기록된 신호인지 또는 Economy 모드로 기록된 신호인지를 나타내는 식별신호가 필요하다. 이 식별신호는 화이트 발란스 등의 정보와 함께 기록된다.
다음에, Economy 모드로 기록된 신호를 출력하는 동작을 설명한다.
메인메모리(1910)에 기록된 신호는 Full 모드의 재생시와 마찬가지로 신호처리회로(1914)에 입력되고, 화이트 발란스 등의 정보에 따라서 소정 포맷의 영상신호를 생성한다. 예를 들면, 3원색 신호의 R, G, B를 생성하기 위한 매트릭스 연산식은 상기한 식 13에 기재한 매트릭스 연산식과는 다른 다음에 기재하는 매트릭스 연산을 실행하고, R, G, B 각각의 신호에 도 38에 도시한 신호보간을 실행하면 좋다.
[도 16]
R=2(Mg+Ye)+(Gr+Ye)-2(Gr+Cy)
G=-(Mg+Ye)+2(Gr+Ye)+(Gr+Cy)
B=2(Mg+Cy)-2(Gr+Ye)+(Gr+Cy)
도 38에 있어서, 0으로 표시하고 있는 S11, S12, S13, S14, S15, S21,S22, S23, S24, S25는 신호보간회로(1916)에 입력되는 신호(보간전의 신호)의 공간분포를 나타내고, △로 표시하고 있는 S11, S13, S15, S21, S23, S25는 가산기(404)의 출력(보간후의 신호)의 공간분포를 나타내고 있다. 이때, 화소 혼합방식으로 신호를 리드했으므로, 보간전의 신호는 Px를 수평화소피치, Py를 수직화소피치로 하면 수평수직방향으로 각각 Px, 2Py의 정수배만큼 떨어져 있게 되고, 여기에서는 간단하게 하기 위해 Px, Py만큼 떨어져 있는 것으로 한다. 이때, S 수평방향의 신호를 2개에 1개의 비율로 솎아내면 신호의 공간분포는 수평방향으로 2Px, 수직방향으로 2Py의 간격으로 한다. 즉, 수평수직방향으로 각각 Px, Py의 정수배만큼 떨어져 있는 것으로 되고, 상기한 도 32에 도시한 신호보간 방법을 이용하면 수평수직방향의 신호의 공간분포를 동일하게 할 수 있다.
또, 상기 방법에 의해 보간해서 얻은 영상신호는 수평방향으로 간격이 넓어진다. 그래서, 상기한 도 21에 도시한 방법으로 애스펙트변환을 실행한다.
이때, 촬상소자(1904)는 화소 혼합방식에 의해서 신호를 출력했으므로, 상술한 Full 모드에 의한 기록방법과 비교해서 메모리에 기록하는 정지화상 1매당의 신호수가 1/2로 된다. 따라서, 2배의 매수의 정지화상을 기록할 수 있다.
상기한 Full모드, Economy 모드의 2종류위 정지화상 기록방법의 선택에는 Full/Economy 전환스위치(1919)를 사용한다. Full/Economy 전환스위치(1919)가 선택하고 있는 모드에 따라서 매트릭스 연산식의 선택, 촬상소자(1904)의 구동 방법 및 메모리(1908)의 구동방법 등을 선택한다. 또, Full/Economy 전환스위치(1919)의 조작에 따라서 표시장치(1920)은 어느쪽의 기록방식을 선택하고 있는지를 표시함과 동시에 현재 선택되어 있는 기록방식으로 앞으로 몇매분의 정지화상을 기록할 수 있는지를 표시한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 도면을 사용해서 설명한다.
도 39는 본 발명의 다른 실시예에 관한 촬상소자의 구성도이다. 도 39에 있어서, (2701)은 렌즈, (2702)는 셔터, (2703)은 셔터제어회로, (2704)는 촬상소자, (2705)는 구동회로, (2706)은 앰프, (2707)은 A/D 변환기, (2708)은 메모리, (2709)는 버퍼메모리, (2710)은 메인메모리, (2711)은 메모리 제어회로, (2712)는 기록/재생 제어회로, (2713)은 선택회로, (2714)는 신호처리회로, (2715)는 카메라신호 처리회로, (2716)은 신호보간회로, (2717)은 신호처리 제어회로, (2718)은 셔터버튼, (2719)는 Full/Economy 전환스위치, (2720)은 표시장치이다. 본 실시예에 있어서 구성 및 동작은 상술한 실시예와 공통된 부분이 있고, 다른점에 대해서 이하 설명한다.
움직임화상을 촬영하는 동작은 상술한 실시예와 완전히 동일하다.
다음에 정지화상을 Full 모드로 기록하는 경우의 동작을 설명한다.
상술한 실시예와 마찬가지로 촬상소자(2704)에서는 독립리드에 의해 신호를 출력한다. 촬상소자(2704)에서 출력되는 신호는 A/D 변환기(2707)에 의해 디지탈신호로 변환되어 버퍼메모리(2709)에 입력된다. 버퍼메모리(2709)는 정지화상 1매분의 신호를 기록하고, 그 신호를 선택회로(2713)을 거쳐서 신호처리회로(2714)로 출력한다. 신호처리회로(2714)는 입력된 신호에 상술한 실시예에서 실행한 비선형의 데이타압축과 동일한 데이타축을 실시하고(압축을 실시하지 않아도 좋다), 그 신호를 메인메모리(2710)에 기록한다. 또, 상술한 실시예와 마찬가지로 화이트 발란스 등의 정보도 기록한다.
다음에 기록된 정지화상을 출력하는 동작을 설명한다.
메인메모리(2710)에 기록된 신호는 상술한 실시예와 마찬가지로 선택회로(2713)을 거쳐서 신호처리회로(2714)에 입력된다. 신호처리회로(2714)는 기록시에 비선형의 데이타압축을 실행하고 있으면 상술한 바와같은 역의 데이타압축을 실시하고, 상술한 실시예와 마찬가지로 화이트 발란스 등의 정보를 리드해서 그 정보에 따라서 소정의 영상신호를 생성하고, 이하 마찬가지로 수평수직의 화사피치를 동일하게 하기 위해 신호보간에 의한 내삽을 행한다.
다음에 메모리(2708)에 신호를 기록하는 동작을 상세하게 설명한다.
메모리(2708)은 도 39에 도시한 바와 같이 상술한 실시예와 마찬가지로 버퍼메모리(2709)과 메인메모리(2710)의 구성으로 되어 있다. 촬상소자(2704)에서 출력된 신호는 선형인 입출력특성을 갖는 앰프(2706)에 의해 증폭되어 A/D 변환기(2707)에 입력된다. 본 실시예에 있어서, 상술한 실시예에서 기술한 이유에 의해 A/D 변환기(2707)은 앰프(2706)에서 출력되는 신호를 9비트의 디지탈신호로 변환한다. A/D 변환기(2077)에 의해 디지탈신호로 변환된 신호는 상술한 실시예와 마찬가지로 메인메모리(2708)내의 버퍼메모리(2709)로 출력된다. 단, A/D 변환기(2707)에서 출력된 신호의 비트수는 9비트이므로, 버퍼메모리(2709)는 비트 구성이 깊이방향 9비트의 메모리인 것이 필요하다. 버퍼메모리(2709)에 기록된 정지화상 1매분의 신호는 메인 메모리(2710)의 동작속도와 일치시킨 데이타레이트로 선택회로(2713)을 거쳐 신호처리회로(2714)로 출력되고, 신호처리회로(2714)는 입력된 9비트의 디지탈신호를 상술한 실시예에서 실행한 비선형의 입출력특성에 의한 데이타압축과 동등한 변환에 의해 8비트의 디지탈신호로 압축하여 메인메모리(2710)에 기록한다.
상술한 실시예에서는 아날로그신호로 비선형 처리에 의한 데이타압축을 실시했지만, 본 실시예에서 사용한 방법은 디지탈처리에 의해서 비선형 처리에 의한 데이타압축을 하는 것이 가능하다. 따라서, 편차가 없는 이상적인 데이타압축을 할 수 있다. 또, 신호보간회로(2716)은 비디오레이트로 동작시킬 필요가 없게 되어 동작에 시간적인 여유가 생기기 ㄸㅒ문에 간단한 회로구성을 취할 수 있다.
다음에 화질의 저하를 수반하지만 더욱 적은 메모리용량으로 정지화상을 기록하는 방법(Economy 모드)을 이하 설명한다.
촬상소자(2704)는 상술한 일반적인 화소 혼합리드에 의해서 신호를 출력한다. 촬상소자(2704)에서 출력된 신호는 Full 모드 촬영시와 마찬가지로 버퍼메모리(2709)에 일단 기록하고 메인메모리(2710)의 동작속도에 맞춰서 신호처리회로(2714)로 출력한다. 신호보간회로(2716)은 도 40에 도시한 방법으로 신호보간을 실행한다. 이 경우, 입력신호의 서로 인접한 신호성분이 다르기 때문에 상술한 방법에 의한 신호보간을 할 수 없다. 도 41은 본 실시예에 있어서의 신호보간회로(2716)의 구체적인 구성예로서, (2901)은 분리회로, (2902), (2903)은 지연회로, (2904), (2905), (2906), (2907)은 승산기, (2908), (2909)는 가산기, (2910)은 멀티플렉서이다. Gr+Cy, Mg+Ye… 또는 Mg+Cy, Gr+Ye…의 순으로 입력되는 신호를 분리회로(2901)에 의해 Gr+Cy와 Mg+Ye 또는 Mg+Cy와 Gr+Ye로 분별하고, 2계통의 보간회로에 의해 각각의 신호를 도 40의 포맷에 따라서 보간한다.
신호보간회로(2716)에 의해 상기 동작에 의해 보간된 신호는 메인메모리(2710)에 기록된다. 도 42는 메인메모리(2710)에 기록된 Economy 모드시의 신호포맷을 도시한 도면이다. 단, 상기 실시예와 마찬가지로 본 방법으로 기록된 신호는 재생시에 있어서 상기 Full 모드와 신호처리의 방법이 다르다. 따라서, Full 모드로 기록된 신호인지 또는 Economy 모드로 기록된 신호인지를 나타내는 정보도 화이트 발란스 등의 정보와 함께 기록한다.
다음에, Economy 모드로 기록된 신호를 출력하는 동작을 설명한다.
메인메모리(2710)에 기록된 신호는 Full 모드의 재생시와 마찬가지로 신호처리회로(2714)에 입력되어 소정의 포맷의 영상신호를 생성한다.
예를 들면, 3원색 신호의 R, G, B를 생성하기 위한 매트릭스 연산식은 상기한 식 15로 표시한 매트릭스연산을 실행하고, R, G, B 각각의 신호에 도 43에 도시한 신호보간을 실행하면 좋다.
도 43에 있어서, 0으로 표시하고 있는 S11, S12, S13, S21,S22, S23은 도 41에 도시한 신호보간회로에 입력되는 신호(보간전의 신호)의 공간분포를 나타내고, △로 표시하고 있는 S11, S13, S15, S21, S23, S25는 상기 신호보간회로의 출력(보간후의 신호)의 공간분포를 나타내고 있다. 이때, 화소 혼합방식으로 신호를 리드하고 도 40은 도시한 신호보간을 실행했으므로, 보간전의 신호는 Px를 수평화소피치, Py를 수직화소피치로 하면, 수평수직방향으로 각각 2Px, 2Py의 정수배만큼 떨어져 있게 되고, 여기에서는 간단하게 하기 위해 2Px, 2Py만큼 떨어져 있는 것으로 한다. 즉, 수평수직방향으로 각각 Px, Py의 정수배만큼 떨어져 있게 되고, 상기한 도 32에 도시한 신호보간방법을 이용하면 수평수직방향의 신호의 공간분포를 동일하게 할 수 있다.
또, 상기 방법에 의해 보간해서 얻은 영상신호는 수평방향으로 간격이 넓어져 버린다.그래서, 상기한 도 21에 도시한 방법으로 애스펙트변환을 실행한다.
이때, 메인메모리(2710)에 기록되는 신호는 촬상소자(2704)에서 화소 혼합방식에 의해서 신호를 출력했으므로, 수직방향의 데이타수가 1/2로 되고, 또 신호보간회로(2716)에 의해 수평방향의 신호수를 1/2로 했으므로, 상술한 Full 모드에 의한 기록방법과 비교해서 1/4로 압축된 것으로 된다. 이 방법에 의하면, Full 모드 기록시의 4배의 매수의 정지화상을 기록할 수 있다.
상기한 Full 모드, Economy 모드의 선택에는 Full/Economy 전환스위치(2719)를 사용한다. Full/Economy 전환스위치(2719)가 선택하고 있는 모드에 따라서 상술한 기록방법중의 어느 한쪽을 선택한다. 또, Full/Economy 전환스위치(2719)의 조작에 따라서 표시장치(2720)은 어느 기록방식을 선택하고 있는지를 표시함과 동시에 현재 선택되어 있는 기록방식으로 앞으로 몇매분의 정지화상을 기록할 수 있는지를 표시한다.
이상의 실시예에 의하면, 조도나 색온도 등을 검출하는 검출기를 필요로 하지 않고 일반적인 촬상소자를 사용해서 정지화상의 영상신호를 생성할 수 있으므로, 저렴한 영상입력수단을 공급할 수 있다.
또, 색신호의 수직해상도의 저하가 적고 고화질의 프레임 스틸화상이 얻어지는 촬상장치를 실현할 수 있음과 동시에, 동작을 전환하는 것에 의해서 움직임 화상도 처리할 수 있다.

Claims (12)

  1. 입사광량를 제한할 수 있는 광량제한수단, 입사광을 소정의 노출시간만 광전변환하는 화소를 갖고 상기 화소의 신호를 디지탈 영상신호로서 출력하는 촬상수단, 소정 포맷의 디지탈 영상신호를 생성하는 신호처리회로 및 상기 촬상수단 또는 상기 신호처리회로에서 출력되는 정지화상의 디지탈 영상신호를 기록하는 기록수단을 포함하고, 상기 광량제한수단이 소정의 제한량으로 광량을 제한한 입사광을 상기 촬상수단은 소정의 노출시간만 광전변환해서 움직임화상의 디지탈 영상신호를 출력하고, 상기 신호처리회로가 상기 움직임화상의 디지탈 영상신호에 소정의 신호처리를 실시하고 있을 때의 상기 제한량, 상기 노출시간 또는 상기 신호 처리 중의 어느 하나의 정보를 상기 기록수단 또는 상기 기록수단과는 다른 기록수단에 기록하고, 상기 광량제한수단에 의해 입사광을 차단할 때까지의 시간 또는 상기 광량제한수단에 의해 입사광을 차단한 후에 상기 촬상수단에서 출력되는 정지화상의 디지탈 영상신호의 노출시간 또는 상기 신호처리회로에 의해 상기 정지화상의 디지탈 영상신호에 실시하는 신호처리를 상기 기록수단 또는 상기 기록수단과는 다른 기록수단에 기록한 정보에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 정지화상기록 디지탈 카메라.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 신호처리회로는 이득가변회로를 포함하는 화이트 발란스회로를 갖고, 상기 이득 가변회로의 이득을 상기 기록수단 또는 상기 기록수단과는 다른 기록수단에 기록하는 것을 특징으로 하는 정지화상기록 디지탈 카메라.
  3. 1수평라인 걸러 배치되는 제 1수평라인군은 제 1색과 제 2색에 대응하는 색필터를 갖는 다수의 광전변환소자를 구비하고, 또 상기 제 1수평라인군에 인터리브되어 배치된 제 2수평라인군은 제 3색과 제 4색에 대응하는 색필터를 구비하고 있는 촬상소자, 상기 촬상소자에서 수평라인 순차로 출력되는 신호를 1H 주사기간에 지연시간이 다른 여러개의 지연시간으로서 출력하는 지연수단, 상기 촬상소자의 출력신호와 상기 지연수단의 여러개의 지연신호에서 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4의 색에 대응하는 색신호를 보간생성하는 것으로서, 그 보간생성을 위한 보간계수를 1H마다 전환하도록 이루어진 색보간수단 및 상기 색보간수단에 의해 보간생성된 색신호에서 소정 포맷의 색신호 또는 휘도신호를 생성하는 신호처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 지연수단은 상기 촬상소자로부터의 출력을 입력하고 직렬 접속된 적어도 2개의 1수평주사 지연회로로서, 각 1수평주사 지연회로는 1수평주사기간만큼 지연시키는 1수평주사 지연회로인 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 지연수단은 상기 촬상소자로부터의 출력을 입력하고 직렬 접속된 적어도 4개의 1수평주사 지연회로로서, 각 1수평주사 지연회로는 1수평주사기간만큼 지연시키는 1수평주사 지연회로인 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  6. 1수평라인 걸러 배치되는 제 1수평라인군은 제 1색과 제 2색에 대응하는 색필터를 갖는 다수의 광전변환소자를 구비하고, 또 상기 제 1수평라인군에 인터리브되어 배치된 제 2수평라인군은 제 3색과 제 4색에 대응하는 색필터를 구비하고 있는 촬상소자, 상기 촬상소자로부터의 출력신호를 1프레임분 기억하고 상기한 내용을 출력하는 프레임메모리, 상기 프레임메모리에 출력신호에서 상기 촬상소자의 수평라인군의 수직방향(상하)에 인접하는 여러개의 수평라인에 대응하는 수평열신호로서 순차 선택해서 출력하는 순차선택출력수단, 상기 순차선택출력수단의 출력신호에서 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4의 색에 대응하는 색신호를 보간생성하는 것으로서, 그 보간생성을 위한 보간계수를 1H마다 전환하도록 이루어진 색보간수단 및 상기 색보간수단에 의해 보간생성된 색신호에서 소정 포맷의 색신호 또는 휘도신호를 생성하는 신호처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 프레임메모리는 상기 프레임메모리에 기억한 내용을 상기 촬상소자에 있어서의 상기 수평라인군의 배열 순과 동일한 순으로 출력하고, 상기 순차선택출력수단은 상기 프레임메모리로부터의 출력을 입력하고 직렬 접속된 적어도 2개의 1수평주사 지연회로로서, 각 1수평주사 지연회로는 1수평주사기간만큼 지연시키는 1수평주사 지연회로인 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 프레임메모리는 상기 프레임메모리에 기억한 내용을 상기 촬상소자에 있어서의 상기 수평라인군의 배열 순과 동일한 순으로 출력하고, 상기 순차선택출력수단은 상기 프레임메모리로부터의 출력을 입력하고 직렬 접속된 적어도 4개의 1수평주사 지연회로로서, 각 1수평주사 지연회로는 1수평주사기간만큼 지연시키는 1수평주사 지연회로인 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 신호처리수단은 적어도 R, G, B 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 신호처리수단은 적어도 R-Y, B-Y 색차신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 색보간수단은 컴퓨터이고, 소프트웨어에 따라서 색신호를 보간하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 프레임메모리의 출력에서 제 1기준신호를 생성하는 생성수단, 상기 1수평주사 지연회로의 출력신호중 중간의 지연시간을 갖는 출력신호에서 제 2기준신호를 생성하는 생성수단, 상기 1수평주사 지연회로의 출력신호중 최대의 지연시간을 갖는 출력신호에서 제 3기준신호를 생성하는 생성수단, 상기 제 1, 제 2, 제 3기준신호의 비에 따른 제 1, 제 2, 제 3계수를 생성하고 또한 그 비가 1을 초과할 때에는 상기 제 1, 제 2, 제 3계수를 제한하는 제한수단 및 상기 제 1, 제 2, 제 3계수를 상기 색보간수단의 입력신호와 각각 승산하는 승산수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
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