(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子により撮像を行う撮像部と、
上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、
上記撮像部の固体撮像素子からの撮像信号に対して、上記固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックで動作して所定の信号処理を施すデジタル信号処理部と、
上記固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックに対して、１水平映像期間内のクロックを間引く処理を施すことにより、所定周波数近傍の周波数のクロックを生成する間引き処理部と、
上記間引き処理部により生成された所定周波数近傍の周波数のクロックで動作し、所定の放送規格に準拠した同期信号を生成する同期信号生成部と、
上記デジタル信号処理部から供給された撮像信号に上記同期信号生成部により生成された同期信号を付加して、所定の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成する信号処理部と、
上記撮像部の固体撮像素子により得られた撮像信号に対して、上記信号処理部において同期信号を付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた進相同期信号を上記同期信号から生成する同期信号処理部を備え、
上記タイミング信号生成部は、上記同期信号処理部により生成された進相同期信号に基づいて、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成することを特徴とするデジタル信号処理カメラ装置。
【請求項２】
固体撮像素子により撮像を行う撮像部と、
上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、
上記撮像部の固体撮像素子からの映像信号に対して、上記固体映像素子の信号出力レートに同期したクロックで動作して所定の信号処理を施し、メモリを介して所望のアスペクト比の画枠の領域の撮像信号を切り出して出力するデジタル信号処理部と、
上記固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックに対して、１水平映像期間内のクロックを間引く処理を施すことにより、所定周波数近傍の周波数のクロックを生成する間引き処理部と、
上記間引き処理部により生成された所定周波数近傍の周波数のクロックで動作し、所定の放送規格に準拠した同期信号を生成する同期信号生成部と、
上記デジタル信号処理部から供給された撮像信号に上記同期信号生成部により生成された同期信号を付加して、所定の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成する信号処理部と、
上記撮像部の固体撮像素子により得られた撮像信号に対して、上記信号処理部において同期信号を付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた進相同期信号を上記同期信号から生成するとともに、上記デジタル信号処理部において所定の信号処理を施した撮像信号に対して、上記信号処理部において同期信号を付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた内部同期信号を上記同期信号から生成する上記デジタル信号処理部に設けられた同期信号処理部を備え、
上記タイミング信号生成部は、上記同期信号処理部により生成された進相同期信号に基づいて、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成し、上記デジタル信号処理部は、上記同期信号処理部により生成された内部同期信号に基づいて、上記撮像信号に所定の信号処理を施すことを特徴とするデジタル信号処理カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子からの撮像出力信号に対して、該固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックで動作して所定の信号処理を施すデジタル信号処理部を備えるデジタル信号処理カメラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビデオカメラ装置では、撮像部で得られた撮像信号にＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式等の放送規格に準拠した同期信号を上記撮像信号に付加して出力するようになっている。
【０００３】
また、ＣＣＤイメージセンサなどの離散的な画素構造を有する固体撮像素子を撮像部に用いたビデオカメラ装置では、上記固体撮像素子からその水平画素数分の画素情報を１水平期間毎に撮像出力として取り出すためのクロック発生回路と、放送規格により固定のクロック（すなわち、ＮＴＳＣ方式では９１０クロックで、ＰＡＬ方式では９０８クロック）により同期信号を発生する同期信号発生回路用のクロック発生回路の同期関係を確保するようにしている。
【０００４】
また、撮像部で得られた撮像信号には、ペデスタルの付加、マスキング処理、フレーム相関に基づくノイズ除去処理などのフレーム相関処理、輪郭強調などの画像強調処理、ガンマ，ニーなどの非線形処理、さらに、アスペクト比変換処理などの各種信号処理を施が施される。
【０００５】
そして、アナログ信号処理カメラ装置では、例えば撮像部のＣＣＤイメージセンサからの撮像信号の読み出しタイミングを撮像部内のタイミングジェネレータにて数クロック単位で進相させるにより、放送規格に準拠した同期信号に対する同期を確保するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のアナログ信号処理カメラ装置では、撮像部と撮像信号に同期信号を付加する回路との間に１水平期間（１Ｈ）あるいは１フィールド期間以上の遅延量を持つ処理系が挿入されると、同期を確保することができなくなってしまう問題点があった。
【０００７】
また、デジタル信号処理カメラでは、システム構成によって異なるが、撮像部で得られた撮像信号に対して、ペデスタルの付加、マスキング処理、フレーム相関に基づくノイズ除去処理などのフレーム相関処理、輪郭強調などの画像強調処理、ガンマ，ニーなどの非線形処理、アスペクト比変換処理などの各種信号処理をデジタル信号処理により施すようにしている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述のような従来の問題点に鑑み、システムの拡張／縮小に簡単に対応して、同期のとれたた安定した撮像動作を行うことのできるデジタル信号処理カメラ装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
固体撮像素子により撮像を行う撮像部と、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、上記撮像部の固体撮像素子からの撮像信号に対して、上記固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックで動作して所定の信号処理を施すデジタル信号処理部と、上記固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックに対して、１水平映像期間内のクロックを間引く処理を施すことにより、所定周波数近傍の周波数のクロックを生成する間引き処理部と、上記間引き処理部により生成された所定周波数近傍の周波数のクロックで動作し、所定の放送規格に準拠した同期信号を生成する同期信号生成部と、上記デジタル信号処理部から供給された撮像信号に上記同期信号生成部により生成された同期信号を付加して、所定の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成する信号処理部と、上記撮像部の固体撮像素子により得られた撮像信号に対して、上記信号処理部において同期信号を付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた進相同期信号を上記同期信号から生成する同期信号処理部を備え、上記タイミング信号生成部は、上記同期信号処理部により生成された進相同期信号に基づいて、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るデジタル信号処理カメラ装置は、固体撮像素子により撮像を行う撮像部と、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、上記撮像部の固体撮像素子からの映像信号に対して、上記固体映像素子の信号出力レートに同期したクロックで動作して所定の信号処理を施し、メモリを介して所望のアスペクト比の画枠の領域の撮像信号を切り出して出力するデジタル信号処理部と、上記固体撮像素子の信号出力レートに同期したクロックに対して、１水平映像期間内のクロックを間引く処理を施すことにより、所定周波数近傍の周波数のクロックを生成する間引き処理部と、上記間引き処理部により生成された所定周波数近傍の周波数のクロックで動作し、所定の放送規格に準拠した同期信号を生成する同期信号生成部と、上記デジタル信号処理部から供給された撮像信号に上記同期信号生成部により生成された同期信号を付加して、所定の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成する信号処理部と、上記撮像部の固体撮像素子により得られた撮像信号に対して、上記信号処理部において同期信号を付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた進相同期信号を上記同期信号から生成するとともに、上記デジタル信号処理部において所定の信号処理を施した撮像信号に対して、上記信号処理部において同期信号を付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた内部同期信号を上記同期信号から生成する上記デジタル信号処理部に設けられた同期信号処理部を備え、上記タイミング信号生成部は、上記同期信号処理部により生成された進相同期信号に基づいて、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号を生成し、上記デジタル信号処理部は、上記同期信号処理部により生成された内部同期信号に基づいて、上記撮像信号に所定の信号処理を施すことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
本発明に係るデジタル信号処理カメラ装置は、例えば図１に示すように構成される。
【００１３】
この図１に示すデジタル信号処理カメラ装置は、撮像部１により得られる撮像信号をデジタル化して所定の信号処理を施して出力するもので、撮像部１により得られる三原色撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂがアナログ信号処理部２を介して供給されるアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部３、このＡ／Ｄ変換部３によりディジタル化された各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが供給されるデジタル信号処理部４、このデジタル信号処理部４により生成されたデジタル輝度信号Ｙと２つのディジタル色差信号ＣR ，ＣB が供給されるアナログ出力用の信号処理部５、上記デジタル信号処理部４の動作制御を行う制御部６などからなる。
【００１４】
上記撮像部１は、例えば、図示しない撮像レンズから光学的ローパスフィルタを介して入射される撮像光を色分解プリズムにより三原色光成分に分解して、被写体像の三原色画像を三枚のＣＣＤイメージセンサで撮像するようになっている。
【００１５】
そして、このデジタル信号処理カメラ装置は、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサから、その水平画素数分の画素情報を１水平期間毎に撮像出力として取り出すためのクロック周波数ｆｓの２倍の周波数のクロックを発生するクロック発生器１１と、このクロック発生器１１により与えられるクロックに基づいて、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサを駆動するタイミング信号を生成するとともに、上記各ＣＣＤイメージセンサの信号出力レートｆｓに同期したクロックを上記Ａ／Ｄ変換部３及びデジタル信号処理部４に供給するタイミングジェネレータ１２を備える。さらに、このデジタル信号処理カメラ装置は、上記デジタル信号処理部４から供給されるクロックで動作して所定の放送規格に準期した同期信号ＶＤ，ＨＤを発生する同期信号発生器１３を備える。
【００１６】
そして、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサは、上記タイミングジェネレータ１２により与えられるタイミング信号により第１のクロックレートｆｓで駆動される。これにより、各ＣＣＤイメージセンサから１水平期間毎に水平画素数分の画素情報が撮像信号として読み出され、各色撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂが上記アナログ信号処理部２を介して上記Ａ／Ｄ変換部３に供給される。
【００１７】
上記アナログ信号処理部２では、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサから読み出された各色撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Corelated Double Sampling ）によるノイズ除去、ゲイン調整、黒バランス、白バランスやシェーディング補正などの各種レベル調整を含むアナログ信号処理を行う。
【００１８】
また、上記Ａ／Ｄ変換部３では、上記各アナログ色撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのクロックレートｆｓに等しいクロックレートでＡ／Ｄ変換処理を行い、各色撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを第１のクロックレートｆｓでデジタル化する。そして、上記Ａ／Ｄ変換部３によりデジタル化された各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが上記デジタル信号処理部４に供給される。
【００１９】
上記デジタル信号処理部４は、上記Ａ／Ｄ変換部３から各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが供給されるプリプロセッサ４１、フレーム相関処理プロセッサ４２、イメージエンハンサ４３、プロセッサ４４、ＦＩＦＯメモリ４５などからなる。
【００２０】
このデジタル信号処理部４において、上記プリプロセッサ４１は、上記Ａ／Ｄ変換部３から供給された各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、ペデスタルを付加し、さらにマスキング処理等などを行う。また、上記フレーム相関処理プロセッサ４２、上記プリプロセッサ４１から供給される各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにフレーム相関に基づくノイズ除去処理などのフレーム相関処理を施す。また、上記イメージエンハンサ４３は、上記フレーム相関処理プロセッサ４２を介して供給される各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから輪郭強調処理用の輪郭信号を抽出する。さらに、上記プロセッサ４４では、上記フレーム相関処理プロセッサ４２から供給される各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、上記イメージエンハンサ４３により抽出された輪郭信号を用いて輪郭強調などの画像強調処理を施したり、ペデスタル付加、ガンマ，ニーなどの非線形処理を施こす。そして、上記ＦＩＦＯメモリ４５は、上記プロセッサ４４から供給される各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのアスペクト比を変換するためのものであって、所望のアスペクト比の画枠の領域の各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを切り出して上記アナログ出力用の信号処理部５に供給する。
【００２１】
上記アナログ出力用の信号処理部５は、上記デジタル信号処理部４から各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが供給されるＤ／Ａ変換部５１とエンコーダ５２からなり、上記各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを上記Ｄ／Ａ変換部５１でアナログ化して、上記エンコーダ５２により所望の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成する。
【００２２】
そして、このデジタル信号処理カメラ装置では、上記デジタル信号処理部４に間引き処理回路４６が設けられている。
【００２３】
この間引き処理回路４６は、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサの画素数に対応した第１のクロックレートｆｓのクロックが上記タイミングジェネレータ１２から供給されており、この第１のクロックレートｆｓのクロックに対して１水平映像期間内のクロックを所定数間引く処理を施すことにより、所定周波数近傍の周波数のクロックを生成する。
【００２４】
ここで、例えばＮＴＳＣ方式の場合、表１に示すように、ＮＴＳＣ方式では１水平期間毎に９１０クロックとして、フロントポーチ、ＳＹＮＣパルス幅・・・等価パルス幅の許容範囲が規定されており、上記第１のクロックレートｆｓがｆｓ＝１４．３１８１８ＭＨｚで１水平期間毎に９１０クロックである場合に、上記同期信号発生器１３は、この第１のクロックレートｆｓのクロックをそのまま用いてＮＴＳＣ方式に準拠した同期信号を発生するようになっている。
【００２５】
そして、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサとして画素数の多いＣＣＤイメージセンサを用いて、例えばｆｓ＝１４．７２７ＭＨｚとし１水平期間毎に９３６クロックの第１のクロックレートｆｓで各画素情報が読み出される場合には、上記間引き処理回路４６は、１水平期間中の９３６クロックから２６クロックだけ間引いて、１水平期間毎に９１０クロックとする処理を行う。この場合、表１のｅｃｋに間引くクロック数を示してあるように、フロンポーチ、ＥＱパルス後縁、ＳＹＮＣ後縁及びＢＦ後縁でそれぞれ１クロック間引き、ＦＨ前縁で５クロック間引き、Ｖ．ＳＹＮＣ前縁で３クロック間引き、Ｖ．ＳＹＮＣ後縁で２クロック間引き、ＥＱパルス後縁で１クロック間引き、ＦＨ後縁で７クロック間引き、Ｖ．ＳＹＮＣ後縁で３クロック間引き、さらに、Ｈ．Ｄ前縁で１クロック間引きくことにより、フロントポーチ、ＳＹＮＣパルス幅・・・等価パルス幅を許容範囲内とすることができる。
【００２６】
【表１】
0003728799.tif 000002
【００２７】
従って、上記同期信号発生器１３では、上記間引き処理回路４６を介して１水平期間毎に９１０クロックとされたクロックで動作することにより、ＮＴＳＣ方式の放送規格に準期した同期信号ＶＤ，ＨＤを発生することができる。上記間引き処理回路４６により間引くべきクロック数及びクロックの位置は、ＣＣＤイメージセンサの画素配列から決定することができ、上記制御部６によって上記間引き処理回路４６に設定される。
【００２８】
また、上記デジタル信号処理部４のＦＩＦＯメモリ４５及び上記アナログ出力用の信号処理部５のＤ／Ａ変換部５１は、上記間引き処理回路４６を介して得られる１水平期間毎に９１０クロックのクロックで動作する。
【００２９】
さらに、上記同期信号発生器１３で生成された同期信号ＶＤ，ＨＤは、上記アナログ出力用の信号処理部５のエンコーダ５２に供給されるとともに、上記デジタル信号処理部４の同期信号処理部４７を介して上記タイミングジェネレータ１２に供給されるようになっている。
【００３０】
そして、上記アナログ出力用の信号処理部５では、上記デジタル信号処理部４からＦＩＦＯメモリ４５を介して供給される各デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを上記Ｄ／Ａ変換部５１でアナログ化して、上記同期信号発生器１３から供給される同期信号ＶＤ，ＨＤを上記エンコーダ５２により付加して、ＮＴＳＣ方式の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成する。
【００３１】
このように、このデジタル信号処理カメラ装置では、上記デジタル信号処理部４のプロセッサ４４に設けた間引き処理回路４６による間引き処理によって、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサの画素数に対応した第１のクロックレートｆｓのクロックから所望の放送規格に準拠したクロック数のクロックを生成することができるので、上記撮像部１の設計変更などに簡単に対応して、所望の放送規格に準拠した撮像出力信号を得ることができる。
【００３２】
また、このデジタル信号処理カメラ装置において、上記デジタル信号処理部４に設けられている同期信号処理部４７は、図２のブロック図に示すような構成となっている。すなわち、この同期信号処理部４７は、上記同期信号発生器１３から供給される同期信号ＶＤ，ＨＤによりそれぞれクリアされる第１のＶカウンタ４７１Ａ及び第１のＨカウンタ４７２Ａの各カウント出力をデコードする第１のデコーダ４７３Ａと、上記第１のデコーダ４７３Ａによるデコード出力として得られる内部同期信号用のクリア信号ＩＶCL，ＩＨCLによりそれぞれクリアされる第２のＶカウンタ４７１Ｂ及び第２のＨカウンタ４７２Ｂの各カウント出力をデコードする第２のデコーダ４７３Ｂと、上記第１のデコーダ４７３Ａによるデコード出力として得られる進相同期信号用のクリア信号ＡＶCL，ＡＨCLによりそれぞれクリアされる第３のＶカウンタ４７１Ｃ及び第３のＨカウンタ４７２Ｃの各カウント出力をデコードする第３のデコーダ４７３Ｃを備える。
【００３３】
そして、この同期信号処理部４７では、上記第２のデコーダ４７３Ｂによるデコード出力として、上記デジタル信号処理部４におけるプロセッサ４４の出力に上記アナログ出力用の信号処理部５のエンコーダ５２で同期信号ＶＤ，ＨＤを付加するまでに要する時間相当分だけ上記アナログ出力用の信号処理部５のエンコーダ５２で同期信号ＶＤ，ＨＤを付加するタイミングを基準として進相させた内部同期信号ＩＶＤ，ＩＨＤを生成する。そして、上記デジタル信号処理部４では、この同期信号処理部４７で生成された内部同期信号ＩＶＤ，ＩＨＤに同期した処理動作を行う。
【００３４】
また、上記同期信号処理部４７では、上記第３のデコーダ４７３Ｃによるデコード出力として、上記撮像部１において各ＣＣＤイメージセンサから読み出された各色撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、上記デジタル信号処理部４により所定の信号処理を施し、さらに、上記アナログ出力用の信号処理部５のエンコーダ５２で同期信号ＶＤ，ＨＤを付加するまでに要する時間相当分だけ、上記アナログ出力用の信号処理部５のエンコーダ５２で同期信号ＶＤ，ＨＤを付加するタイミングを基準として進相させた進相同期信号ＡＶＤ，ＡＨＤを生成する。
【００３５】
そして、上記タイミングジェネレータ１２は、上記同期信号処理部４７により生成される進相同期信号ＡＶＤ，ＡＨＤに基づいてタイミング信号を生成して、上記撮像部１の各ＣＣＤイメージセンサを駆動する。
【００３６】
このような構成のデジタル信号処理カメラ装置では、上記同期信号発生器１３で生成される同期信号ＶＤ，ＨＤに対し、上記同期信号処理部４７において生成される内部同期信号ＩＶＤ，ＩＨＤ及び進相同期信号ＡＶＤ，ＡＨＤの各進相量をシステム構成に応じて設定することにより、システムの拡張／縮小に簡単に対応して、同期のとれた安定した撮像動作を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係るデジタル信号処理カメラ装置では、撮像部の固体撮像素子により得られた映像信号のレートに同期したクロックに対して１水平映像期間内のクロックを間引く処理を施し、上記間引き処理部により生成された所定周波数近傍の周波数のクロックで動作する同期信号生成部で生成された所定の放送規格に準拠した同期信号を信号処理部において付加するまでに要する時間相当分だけ進相させた進相同期信号を同期信号処理部により上記同期信号から生成し、この進相同期信号に基づいて、撮像部を駆動するためのタイミング信号をタイミング信号生成部で生成するので、確実に同期をとり、安定した撮像動作を行うことができる。
【００３８】
また、本発明に係るデジタル信号処理カメラ装置では、撮像部の固体撮像素子により得られた映像信号のレートに同期したクロックに対して１水平映像期間内のクロックを間引く処理を施すことにより、所定の周波数近傍の周波数のクロックで動作し、所定の放送規格に準拠した同期信号処理部により生成された進相同期信号に基づいて、上記撮像部を駆動するためのタイミング信号をタイミング信号生成部で生成し、上記同期信号処理部により生成された内部同期信号に基づいて動作するデジタル信号処理部において、上記撮像部の固体撮像素子により得られた撮像信号に所定の信号処理を施し、メモリを介して所望のアスペクト比の画枠の領域の撮像信号を切り出し、信号処理部において、同期信号生成部により生成された同期信号を付加して、所定の放送規格に準拠した撮像出力信号を生成することができ、確実に同期をとり、安定した撮像動作を行うことができる。
【００３９】
従って、本発明によれば、システムの拡張／縮小に簡単に対応して、同期のとれたた安定した撮像動作を行うことのできるデジタル信号処理カメラ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタル信号処理カメラ装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】上記デジタル信号処理カメラ装置におけるデジタル信号処理部に設けた同期信号処理部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  撮像部、  ２  アナログ信号処理部、  ３  Ａ／Ｄ変換部、  ４  デジタル信号処理部、  ５  アナログ出力用の信号処理部、  ６  制御部、  １１  クロック発生器、  １２  タイミングジェネレータ、  １３  同期信号発生器、  ４１  プリプロセッサ、  ４２  フレーム相関処理部、  ４３  イメージエンハンサ、  ４４  プロセッサ、  ４５  ＦＩＦＯメモリ、  ４６  間引き処理回路、  ４７  同期信号処理部
【図１】
0003728799.tif 000003
【図２】
0003728799.tif 000004