(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇ（緑）チャネルの映像信号を生成する第１の固体撮像素子の各受光素子がＲ（赤）、Ｂ（青）チャネルの映像信号をそれぞれ生成する第２、第３の各固体撮像素子の対応する各受光素子に対して水平走査方向に当該画素間隔の１／２だけずらして配置されており、上記第１の固体撮像素子を所定サンプリング周波数でサンプリングするための第１のサンプリング手段と、上記第２、第３の固体撮像素子を上記所定サンプリング周波数で、かつ上記第１のサンプリング手段に対して位相が１８０度ずれるようにサンプリングするための第２のサンプリング手段と、上記Ｇ、Ｒ、Ｂチャネルの映像信号をそれぞれディジタル化し信号処理するディジタル信号処理手段を有するカラーテレビジョンカメラ装置において、上記ディジタル信号処理手段のＧチャネルの映像信号に第１のマトリクス比率の０．５９を乗算し第１の輝度信号成分（ＹG ）を生成する演算手段と、上記Ｒ、Ｂチャネルの映像信号にそれぞれ第２のマトリクス比率の０．３０、第３のマトリクス比率の０．１１を乗算して加算し第２の輝度信号成分（ＹRB）を生成する演算手段と、当該生成された第１の輝度信号成分（ＹG）と第２の輝度信号成分（ＹRB）を倍速処理にてサンプリングする手段と、これにより得られる輝度信号成分の内上記所定サンプリング周波数以下の信号成分を抽出するよう帯域制限して第３の輝度信号を得る手段を有することを特徴とするカラーテレビジョンカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いたカラーテレビジョンカメラ装置の映像信号処理回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子を用いたカラーテレビジョンカメラ装置では、固体撮像素子からの映像信号をサンプリングする際に折り返し歪みが発生し、サンプリング周波数が十分に高くない場合は、この折り返し歪みが映像帯域内に入り込み、再生画像にモアレを発生させて画質を劣化させる。
この折り返し歪みを低減させる方法として、「空間画素ずらし」と呼ばれる方法が、特公昭５５−１９５５３号公報に示されている。この方法は、図３に示すように、例えば、Ｇ(緑)チャネルのＣＣＤの受光部(撮像部)の各素子を、Ｒ(赤)チャネル、Ｂ(青)チャネルの各ＣＣＤの受光部(撮像部)の各素子に対して、水平走査方向に、水平走査方向の画素間隔Ｐｘの１／２だけずらして配置している。このように各ＣＣＤを配置することで、Ｇチャネルの映像信号に対して、Ｒ，Ｂチャネルの映像信号は、位相が１８０度ずれることになる。
【０００３】
輝度信号(以下、Ｙ信号と略記する)成分Ｙは、Ｒチャネルの信号レベルをＲ，Ｇチャネルの信号レベルをＧ，Ｂチャネルの信号レベルをＢとして表すと、例えば、ＮＴＳＣ方式では（１）式に示すマトリクス構成で与えられる。
Ｙ＝０.３０×Ｒ＋０.５９×Ｇ＋０.１１×Ｂ  ・・・・・  （１）
このマトリクス演算によって得られるＹ信号は、図５に示すように、Ｇチャネルの折り返し歪み成分と、Ｒ，Ｂチャネルの折り返し歪み成分とで部分的に相殺され、折り返し歪み成分は低減するが、空間画素ずらし手法を用いた場合でも、Ｙ信号の折り返し成分による歪みは、（１）式のマトリクス比より、Ｇチャネルの折り返し歪み成分を正と仮定すると、Ｒ，Ｂチャネルの折り返し歪み成分は、位相が１８０度ずれているので負となる。よって、Ｙ信号の折り返し歪みを考えると、
（Ｇ比率)−(Ｒ比率＋Ｂ比率)＝０.５９−(０.３０＋０.１１)＝０.１８
即ち、Ｙ信号の相対利得の１８％程度の折り返し歪みが残留することになる。これが原因となり、高周波数帯域では、映像信号より折り返し歪み成分の方が多くなるため、高解像度化には限界があった。
【０００４】
この折り返し歪み成分を完全に打ち消すには、Ｇチャネルの信号と、Ｒチャネルの信号およびＢチャネルの信号を加算したものの比率を１：１にするとよい。しかし、この条件では、Ｙ信号の構成マトリクス比を満足することができない。そこで、折り返し歪みの影響が大きいのはＹ信号の高域成分であることに着目し、Ｙ信号成分を低域成分信号ＹL(以下、ＹLと略記する)と高域成分信号ＹH(以下、ＹHと略記する)に分離した、図２に示す様な構成を採用しているものもある。図２の従来例は、Ｙ信号の内、折り返し歪み成分の小さい低域成分ＹL は、(１)式を満たすマトリクス構成となるマトリクス回路１の出力信号に低域通過型フィルタ(図中では、ＬＰＦと略記する)処理を施し、折り返し歪み成分の大きい高域成分ＹH は、Ｇチャネルの信号に対し、Ｒチャネルの信号とＢチャネルの信号を加算したものの比率が１：１となる別のマトリクス構成のマトリクス回路２の出力信号に高域通過型フィルタ(図中では、ＨＰＦと略記する)処理を施し、これらＹLとＹHを加算したものを第２のＹ信号(図中では、Ｙ’信号と略記する)として出力する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来例は、折り返し歪み成分を低減させることで、折り返し歪み成分により打ち消されていた分の解像度を引き出しているに過ぎないため、高解像度化には限界があるという問題点がある。
本発明は、これらの欠点を除去し、Ｙ信号を生成する信号成分を、Ｇチャネルの信号成分を示す信号(以下、ＹG 信号と称す)と、Ｒチャネルの信号とＢチャネルの信号を混合した信号成分を示す信号(以下、ＹRB信号と称す)とに分離し、これらを合成することで、解像度特性の改善を図ることを目的とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、空間画素ずらしを適用したカラーテレビジョンカメラ装置において、ディジタル信号処理されたＧチャネルの映像信号に第１のマトリクス比率を乗算し第１の輝度信号成分(ＹG )を生成する演算手段と、Ｒ、Ｂチャネルの映像信号にそれぞれ第２、第３のマトリクス比率を乗算して加算し第２の輝度信号成分(ＹRB)を生成する演算手段と、当該生成された第１の輝度信号成分(ＹG )と第２の輝度信号成分(ＹRB)を倍速処理にてサンプリングする手段と、これにより得られる輝度信号成分の内上記所定サンプリング周波数以下の信号成分を抽出するよう帯域制限して第３の輝度信号を得る手段を有する構成としたものである。
また、上記第１のマトリクス比率を０．５９とし、上記第２のマトリクス比率を０．３０とし、第３のマトリクス比率を０．１１としたものである。
その結果、本発明によれば、得られるＹ信号のサンプル周波数(ＦS )は、倍速処理することで２倍となり、ＦS／２以上、ＦS以下の周波数成分の信号を、再生することが可能となり、高解像度のＹ信号を提供することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１のブロック図に示し、以下に説明する。
入力端１，２，３に入力したディジタル信号処理後のＧチャネルの信号（以下、Ｇ信号と略記する）、Ｒチャネルの信号(以下、Ｒ信号と略記する)、Ｂチャネルの信号(以下、Ｂ信号と略記する)は、マトリクス回路４に入力され、後述のＹG 信号８とＹRB信号９を生成する。
そして、倍速変換部５で、ＹG 信号８とＹRB信号９を以降の処理が倍速処理になるように並べ替え、サンプリング周波数(ＦS）の２倍のクロックレートで出力し、不要な周波数成分はフィルタ６で帯域制限する。
これにより、フィルタ処理後、出力端７には高解像度特性を実現するＹ’信号を出力する構成となっている。
【０００８】
以下本発明を、ＮＴＳＣ方式のカラーテレビジョンカメラ装置を例として説明する。
ＮＴＳＣ方式のマトリクス比が、従来技術の前記（１）式に示す構成であったとすると、マトリクス回路４で生成されるＹG 信号８とＹRB信号９は、
ＹG ＝０.５９×Ｇ                    ・・・・・  （２）
ＹRB＝０.３０×Ｒ＋０.１１×Ｂ       ・・・・・  （３）
の比率の信号として表せる。
倍速変換部５では、Ｒ／Ｂ信号とＧ信号が空間画素ずらし処理にて、実際には１／２画素ずれているので、図４に示すように、空間画素ずらし処理に対応した位置に、ＹG 信号８とＹRB信号９を交互に並べていき、２倍のサンプル周波数でサンプリングし直すことで、容易に倍速変換が可能となる。
フィルタ６では、倍速変換部５の信号をＹ信号に変換し、折り返し歪みが生じないように２倍のサンプリング周波数の１／２、すなわち、サンプリング周波数(ＦS)付近の信号は完全に遮断する低域通過型フィルタを用いればよい。
ここで、本実施例では、ＹG 信号８とＹRB信号９の比率が、０.５９：０.４１となっており、例えば、白色部分のようなＲ，Ｇ，Ｂ信号の比率が１：１：１の時には、リップルが生じないようなフィルタ係数を選択しなければならない。
このようにして、倍速処理した高解像度のＹ信号を提供することができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、最終段のフィルタ処理により折り返し歪み成分は生じず、ＹG 信号とＹRB信号を生成するまでは通常のサンプリング周波数で動作し、それ以降のＹ信号を生成する部分のみ倍速処理で動作させることで、高解像度な輝度信号を提供可能なカラーテレビジョンカメラ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の輝度信号処理部の一実施例を示すブロック図
【図２】従来構成の輝度信号処理部の一例を示すブロック図
【図３】空間画素ずらし手法を説明する図
【図４】本発明の倍速変換部５の動作を説明する図
【図５】Ｙ信号、Ｒ／Ｂ信号等における折り返し歪みを説明する図
【符号の説明】
１，２，３：入力端、４：マトリクス回路、５：倍速変換部、６：フィルタ、７：出力端。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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