(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオカメラの信号処理回路において、輝度信号の垂直方向の高周波成分を検出する手段と、該垂直方向の高周波成分の絶対値を演算する手段と、該絶対値演算手段の出力値をある閾値から減算する手段と、該減算手段からの出力の負の値に対して０を出力するリミッタと、そのリミッタ出力に所定係数を乗算する手段と、該係数乗算手段の出力値がある所定値以上になったときに一定の値を出力するリミッタと、該リミッタ出力と前記垂直方向の高周波成分とを乗算する手段と、該乗算手段の出力を前記輝度信号から減算する手段を具備し、輝度信号のラインクロール成分を抑圧する機能を有することを特徴とするビデオカメラの信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラなど映像信号の輝度信号に対する処理に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラの輝度信号処理において、垂直方向の高解像度化を行うためにＣＣＤの１水平ライン単位で輝度信号を作成する処理を行った場合について説明する。
図５は、従来の１水平ラインで、輝度信号を作成するときの説明図である。
図５（Ａ）は、ＣＣＤ撮像素子の補色モザイク色フィルタ配列５１を示したものである。
【０００３】
輝度信号は、無彩色被写体において、マゼンダ（Ｍｇ），グリーン（Ｇｒ），イエロー（Ｙｅ），シアン（Ｃｙ）の各色画素の信号毎に
Ｇｍｇ・Ｍｇ＋Ｇｇｒ・Ｇｒ＝Ｇｙｅ・Ｙｅ＋Ｇｃｙ・Ｃｙ
となるように、適当な利得（Ｇｍｇ，Ｇｇｒ，Ｇｙｅ，Ｇｃｙ）を掛けた後、色フィルタ配列５１の水平１ライン（Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，…）毎に、水平方向に平滑化することにより作成される。
【０００４】
図５（Ｂ）は、このとき作成される水平１ラインＤ０（Ｇｍｇ・Ｍｇ＋Ｇｇｒ・Ｇｒ）の信号５２と、水平１ラインＤ１（Ｇｙｅ・Ｙｅ＋Ｇｃｙ・Ｃｙ）の信号５３の分光特性を示す図である。
ライン信号５２，５３の分光特性５４，５５は、それぞれ図５（Ｂ）に示されるように一致しない。
【０００５】
そのため、Ｍｇ，Ｇｒ，Ｙｅ，Ｃｙの各色フィルタの分光特性を調整したり、信号処理によって分光特性５４と５５を近づけるような処理が行われるが、完全に一致させることは非常に困難であるため、有彩色被写体の場合に、この分光特性の差により信号５２，５３の各ライン毎の輝度信号に差が発生する。これが、垂直１ライン毎に輝度の段差となり、ラインクロールが発生することになる。
そこで、このラインクロールを抑圧して画像劣化を防ぐために、垂直方向にフィルタをかける処理を行う。
【０００６】
図６は、垂直方向にフィルタをかける処理を行うラインクロール抑圧方法を実施する回路のブロック図である。
これは、垂直方向に式
Ｆ（ｚ）＝１／４・ｚ-1＋２／４・ｚ0＋１／４・ｚ1
で表されるフィルタ処理をすることによりラインクロールを抑圧する方法を示したものである。ここで、ｚは水平１ラインの遅延を示す演算子である。
図６の輝度信号入力端子Ｄｉｎ６７に入力された１ライン毎に作成された輝度信号は、２本の１ＨＤＬ（１水平期間ディレイライン）６１，６２により、垂直３ラインの同時化処理が行われる。この同時化された３ラインの輝度信号に対して係数（１／４，２／４，１／４）が、それぞれの乗算器６３，６４，６５にて乗算され、加算器６６にて加算されることにより、上式のフィルタ特性を得る。
【０００７】
図４は、処理すべき画像の例を示す図である。
この画像に対して施される信号処理の波形を説明する。
図７は、このラインクロール抑制方法を、図４に示す画像に施した場合の入力信号と出力信号を示す図である。
輝度信号は、図４の画像４４において、４２の被写体像の他に、４３のラインクロール成分を含んだものであり、この画像４４の中の垂直方向の矢印４１の部分の画像データを、水平方向に展開したものが、図７（Ａ）の７１である。信号値７４は、被写体４２の部分のデータを示し、信号値７３は、ラインクロール４３の成分である。ここで、信号値７４もラインクロール成分を含んでいる。この信号７１を、図６のフィルタに通したときの出力信号が、図７（Ｂ）の７２である。図２に示すフィルタを通すことにより、信号の高周波成分が低下するため、被写体信号成分７４は、７５，７６のように振幅が低下し、また、被写体信号７４の上下のラインには、７７に示すような信号値が生成されるため、ラインが太くなり、垂直方向の解像度が低下するという問題が生ずる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ビデオカメラの輝度信号処理において、垂直方向の高解像度化を行うためにＣＣＤの１水平ライン単位で輝度信号を作成する処理を行った場合、ライン間の特性の差により、１ライン毎に振幅が上下するいわゆるラインクロールが発生する。
【０００９】
本発明は、ビデオカメラの輝度信号処理において、垂直方向の高解像度化を行うためにＣＣＤの１水平ライン単位で輝度信号を作成する処理を行った場合に発生するラインクロールのみを抑圧して、被写体像の垂直解像度を低下させることなく高画質の画像を得ることのできる信号処理回路を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
ビデオカメラの輝度信号処理において、ラインクロールの発生を改善するため、輝度信号の垂直方向の高周波成分を取り出し、その振幅がある閾値より小さい部分を取り出して、閾値からの差に応じて、０〜１の係数を高周波成分に乗算する。その０〜１の係数を掛けられた高周波成分を輝度信号の本線から減算することで高周波成分の振幅が閾値以下の成分について減衰させる効果を得る。
これにより、ラインクロール成分の振幅が閾値以下であれば、減衰させ、それ以外の閾値を越える成分については減衰させることがないので、画質を劣化させることなくラインクロールを抑圧できる。
【００１１】
本発明は、ビデオカメラの信号処理回路において、輝度信号の垂直方向の高周波成分を検出する手段と、該垂直方向の高周波成分の絶対値を演算する手段と、該絶対値演算手段の出力値をある閾値から減算する手段と、該減算手段からの出力の負の値に対して０を出力するリミッタと、そのリミッタ出力に所定係数を乗算する手段と、該係数乗算手段の出力値がある所定値以上になったときに一定の値を出力するリミッタと、該リミッタ出力と前記垂直方向の高周波成分とを乗算する手段と、該乗算手段の出力を前記輝度信号から減算する手段を具備し、輝度信号のラインクロール成分を抑圧する機能を備えさせたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるビデオカメラ信号処理回路の実施形態を、図面に基づいて、以下に説明する。
図１は、本発明のビデオカメラ信号処理回路の一実施例の構成を示すブロック図である。
【００１３】
ＣＣＤ撮像素子の各水平ライン毎に作成された輝度信号は、輝度信号入力端子Ｄｉｎ１４に入力される。そして、１水平ラインの遅延素子である２本の１ＨＤＬ１，２によって、垂直方向に３ラインの輝度信号が同時化される。同時化された３ラインの輝度信号は、ＶＤＴＬブロック３に入力されて、垂直方向の高周波信号が分離される。ＶＤＴＬブロック３からの出力信号は、絶対値変換ブロック４に入力されて絶対値に変換され、加算器６にて、設定値ＴＨ５の値から減算される。加算器６の出力は、リミッタ７にて、負の値が０に固定される。リミッタ７の出力は、設定値ＧＡＩＮ９と、乗算器８にて乗算されて、リミッタ１１において設定値ＯＶＬ１０以上の値を、設定値ＯＶＬ１０に固定する処理が行われる。リミッ夕１１の出力は、乗算器１２にて、ＶＤＴＬ３の出力と乗算されたのち、加算器１３において、１ＨＤＬ１の出力の輝度信号から減算されることによって、ラインクロールを抑圧した輝度信号が、輝度信号出力端子Ｙｏｕｔ１５から出力される。
【００１４】
図２は、本発明の信号処理回路で行われる信号処理の特性図を示す。
本発明では、まず、輝度信号の垂直方向の高周波成分を検出する手段によりラインクロール成分を含む高周波信号を取り出す。
次に、この高周波信号を絶対値変換する。絶対値に変換された垂直方向の高周波信号に対して、図２に示す特性の変換を行う。
図２の特性図のＸ軸(ＩＮ)は、絶対値に変換された垂直方向の高周波信号を示す。
設定された閾値をＴＨ２１とすると、高周波信号の絶対値が、ＴＨ２１より大きい場合は０を出力する。
【００１５】
また、高周波信号の絶対値が、ＴＨ２１より小さい場合、設定された傾きＧＡＩＮ２３をもつ負の値で、高周波信号の絶対値がＴＨ２１から小さくなるにつれて大きくなる値を出力し、設定された値ＯＶＬ２４になる点２２で、値２４を出力するような特性２５をもつ信号を出力する。
この出力値を、輝度信号の垂直方向の高周波成分を検出する手段の出力に乗算し、これを輝度信号に加算する。
【００１６】
これにより、輝度信号に加算される信号は、垂直方向の高周波信号の絶対値がＴＨ２１より大きい場合は、０であり、ＴＨ２１より小さい場合は、輝度信号に含まれる高周波成分に対して、符号が逆の信号が加算されるため、結果的に、輝度信号に含まれる高周波成分が減衰されることになる。
高周波信号の絶対値が、図２の点２２からＴＨ２１の範囲にある場合は、絶対値が小さくなるにつれて減衰量が大きくなり、点２２以下になった場合は、高周波成分は完全に打ち消される。
【００１７】
この特性により、ラインクロールの絶対値が点２２の値より小さい場合は、完全にラインクロールは除去されることになり、ラインクロールより大きい振幅をもつディテール信号については、減衰量はわずかであるか、あるいは全く減衰されることがないため、画像に必要なディテール信号は、ほとんど影響されることなく、不要な信号であるところの輝度信号に含まれるラインクロール成分のみを抑圧することができ、従来例のように垂直方向のラインの幅が太くなることがなく、垂直方向の解像度を維持したままで、ラインクロール成分のみを抑圧することが可能となる。
【００１８】
図１の各ブロックの処理を、図４の画像を用いて説明する。
図３は、上記信号処理の過程における各ブロックの出力信号波形を示す図である。
波形３１は、図４の垂直方向の点線の矢印４１の部分の画像データを水平方向に展開したものであり、図７の７１と同一の信号である。３１−１は被写体画像４２の信号で、３１−２は、輝度信号に含まれるラインクロール成分である。
なお、３１−１の信号にも、３１−２と同等のラインクロール成分を含んでいる。
【００１９】
図１の１ＨＤＬ１，２で同時化された垂直３ラインの輝度信号から、ＶＤＴＬ３にて作成される垂直方向の高周波信号を波形３２に示す。
ここで、ＶＤＴＬ３は、
Ｆ（ｚ）＝−１／４・ｚ-1＋２／４・ｚ0−１／４・ｚ1
の式で表されるハイパスフィルタを例として用いている。
ＶＤＴＬ３の出力波形３２を入力して得られる絶対値変換ブロック４の出力は、波形３２の負の信号が正値に変換されることで、波形３３のようになる。
波形３３の信号は、次段の加算器６にて、設定値ＴＨ５の値から減算される。設定値ＴＨ５の値が、ラインクロール成分の振幅より大きい値である３３−１で表す値に設定されているとした場合、加算器６の出力は、波形３４のようになる。
【００２０】
加算器６の出力は、リミッタ７にて負の数が０に固定されることから、リミッタ７の出力は、波形３４にて、３４−１の負の信号を０に固定した波形３５となる。これにより、ＴＨ５の値が、振幅値３３−１より大きい値をもつ高周波信号については、リミッタ７の出力は０に固定されることになる。
【００２１】
次に、リミッタ７の出力は、設定値ＧＡＩＮ９と、乗算器８にて乗算されて波形３６となる。
リミッタ１１にて、設定値ＯＶＬ１０の値以上の信号に対して設定値ＯＶＬ１０の値に固定されるが、例として、３６−１の値１.０に設定されていると仮定すると、リミッタ１１の出力は波形３７のようになる。このときの設定では、ラインクロールの成分は値１.０に固定される。
【００２２】
このリミッタ１１の出力は、乗算器１２にて、ＶＤＴＬ３の出力に乗算されて、波形３８が得られる。ラインクロールの部分では、リミッタ１１の出力が１.０であるため、ＶＤＴＬ３の出力が、そのまま出力され、被写体のディテール信号の部分では、リミッタ１１の出力が０であるため、波形上は０に固定される。
【００２３】
最後に、１ＨＤＬ１の出力の輝度信号から乗算器１２の出力が減算される。波形３１から波形３８が減算されることにより、波形３９が得られ、被写体の信号値３９−１は、減衰されることなく、また、ラインクロールは、減衰した波形３９−２として得られる。さらに、被写体の信号３９−１の上下のラインの信号値が大きくなることがないため、図７の７５や７７のように被写体像の上下のラインの信号の増大により被写体像が太くなることによる垂直解像度の低下も発生しない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によって、ビデオカメラの輝度信号処理において、垂直方向の高解像度化を行うためにＣＣＤの１水平ライン単位で輝度信号を作成する処理を行った場合に発生するラインクロールのみを抑圧して、被写体像の垂直解像度を低下させることなく高画質の画像を得ることのできる信号処理回路を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビデオカメラ信号処理回路の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の信号処理回路で行われる信号処理の特性を示す図である。
【図３】本発明の信号処理回路の各ブロックの出力信号波形を示す図である。
【図４】処理すべき画像の例を示す図である。
【図５】従来の１水平ライン単位で輝度信号を作成する処理の説明図である。
【図６】従来の垂直方向にフィルタをかける処理を行うラインクロール抑圧方法を実施する回路のブロック図である。
【図７】従来のラインスクロール抑圧方法を図４に示す画像に施した場合の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
１，２…１ＨＤＬ（１水平期間ディレイライン）、３…ＶＤＴＬブロック、４…絶対値変換ブロック、５…閾値ＴＨ発生器、６，１３…加算器、８，１２…乗算器、７，１１…リミッタ、９…ＧＡＩＮ値発生器、１０…ＯＶＬ値発生器、１４…輝度信号入力端子、１５…輝度信号出力端子。
【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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【図６】
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【図７】
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