(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色フィルタを有し、出力信号として2画素分のデータを混合して出力する撮像素子からの出力信号をＹＣ分離するＹＣ分離部と、該ＹＣ分離部に入力される前の前記撮像素子からの出力信号を複数に分類し、同じ分類毎に積算する信号積算部と、該信号積算部で積算した結果を記憶する記憶部と、該記憶部の記憶した前記分類毎の各積算値を加重加算して、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号、色差信号及びＹ信号の各信号成分を生成する演算部と、該演算部で演算したＲ、Ｇ、Ｂ信号及び色差信号に基づいてＹＣ分離部で分離したＲ、Ｇ、Ｂ信号の利得を調整する利得調整部と、該利得調整部で調整したＲ、Ｇ、Ｂ信号をエンコードしてＣ信号を生成し、出力するカラーエンコード部と、前記演算部で演算したＹ信号に基づいて前記撮像素子のアイリス部に制御信号を送信する制御部とを備えたことを特徴とするカメラ信号処理装置。
【請求項２】
色フィルタを有し、出力信号として2画素分のデータを混合して出力する撮像素子からの出力信号をＹＣ分離するＹＣ分離ステップと、該ＹＣ分離ステップでＹＣ分離される前の前記撮像素子からの出力信号を複数に分類し、同じ分類毎に積算する信号積算ステップと、該信号積算ステップで積算した結果を記憶する記憶ステップと、該記憶ステップの記憶した前記分類毎の各積算値を加重加算して、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号、色差信号及びＹ信号の各信号成分を生成する演算ステップと、該演算ステップで演算したＲ、Ｇ、Ｂ信号及び色差信号に基づいてＹＣ分離部で分離したＲ、Ｇ、Ｂ信号の利得を調整する利得調整ステップと、該利得調整ステップで調整したＲ、Ｇ、Ｂ信号をエンコードしてＣ信号を生成し、出力するエンコードステップと、前記演算ステップで演算したＹ信号に基づいて前記撮像素子のアイリス部に制御信号を送信する制御ステップとを備えたことを特徴とするカメラ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色フィルタを使用したカラーＣＣＤ、特にモザイク型補色系色フィルタ配列のＣＣＤを使用した単板式カラービデオカメラにおいて、用されるカメラ信号処理装置及びその処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモザイク型補色系色フィルタ配列のＣＣＤを使用した単板式カラービデオカメラの構成を図５に示す。
【０００３】
１はＣＣＤ、２はＣＣＤへの入射光量を調整するアイリス部、３は前記ＣＣＤ１からの出力信号を相関２重サンプリング処理、ゲイン処理、Ａ／Ｄ変換する前処理回路、４は前処理回路３からの映像信号をＹ信号、Ｃｒ信号及びＣｂ信号に分離するＹＣ分離回路、該ＹＣ分離回路４から出力されたＹ信号、Ｃｒ信号及びＣｂ信号からＧ、Ｒ、Ｂ信号を生成し出力するＧＲＢマトリックスである。前記ＹＣ分離回路４及びＧＲＢマトリックス５は、本発明のＹＣ分離部に相当する。
【０００４】
前記ＣＣＤ１は、、図３に示すようにＣｙ、Ｍｇ、Ｇ、Ｙｅの４色が画素単位で市松模様に配置された色フィルタが設けられており、またＣＣＤ１は、図４に示すように、上下方向の２画素データを加えた値、すなわち上下方向に２画素データを出力データとして出力する。
【０００５】
６はＧＲＢマトリックス５から出力される各Ｇ、Ｒ、Ｂ信号の利得を調整する利得調整回路、７はＧ，Ｒ、Ｂ信号からＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号を生成する色差マトリックス、８はＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号からＣ信号を生成するカラーエンコード回路、９はＹＣ分離したＹ信号に、生成したアパーチャ信号付加処理及び同期信号付加処理を行うＹプロセス回路である。
【０００６】
１０は各Ｇ、Ｒ、Ｂ、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号をそれぞれ１フィールドを６４分割した各領域毎に積算する信号積算回路であり、Ｒ−Ｙ信号を積算するＲ−Ｙ積算回路１０ａ、Ｂ−Ｙ信号を積算するＢ−Ｙ積算回路１０ｂ、Ｇ信号を積算するＧ積算回路１０ｃ、Ｒ信号を積算するＲ積算回路１０ｄ、Ｂ信号を積算するＢ積算回路１０ｅ、Ｙ信号を積算するＹ積算回路１０ｆとから構成されている。
【０００７】
１１は信号積算回路１０で積算された各信号積算値を少なくとも１フィールド分記憶する画像情報メモリ、１２は該画像情報メモリ１１に記憶した積算値に基づいてアイリス部２及び利得調整回路６に制御信号を出力する制御回路となるＣＰＵである。
【０００８】
かかるＣＰＵ１１の動作を図６に基づいて説明する。
【０００９】
まず、ステップＳ１０では垂直ブランキング期間中かどうか判断する。ステップＳ１１では、画像情報メモリ１１に記憶した６４領域分のＹ信号の積算値を読み出す。ステップＳ１２では、同じく画像情報メモリ１１から６４領域分のＲ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号、Ｇ信号、Ｒ信号及びＢ信号を読み出す。
【００１０】
ステップＳ１３では、前フィールドの６４領域のＹ信号の積算値を単純加算する。もし、逆行補正指示が設定されている場合、１フィールドを分割した６４領域それぞれに重みを設定しておき、この重みを各領域のＹ信号の積算値に乗算した上で加算して総和を演算する。
【００１１】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３での演算の結果の総和が、所定値より大きいかどうか判断する。所定値より大きければ、ＣＣＤ１への入射光量を減少させるべくアイリス部２へ閉じるよう制御信号を出力する。また、所定値より演算結果の総和が小さければＣＣＤ１への入射光量を増加させるべくアイリス部２を開放するよう制御信号を出力する。ここでは、アイリス制御を行なっている。
【００１２】
ステップＳ１５では６４分割した各領域のＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号とを画像情報メモリ１１から読み出し、各領域のＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号の積算値の大きさに応じた重み付け係数を算出する。具体的には、Ｒ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号の相互の大きさに応じて配分される重みにより決定される。
【００１３】
ステップＳ１６ではステップＳ１５で求めた各領域の重み付け係数をＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値に乗算した上で加算し、Ｇ加重加算値、Ｒ加重加算値、Ｂ加重加算値を演算する。ステップＳ１７ではステップＳ１６で演算した各加重加算値に基づいて利得調整回路６での利得調整係数を設定する。ここでは、各Ｒ信号及びＢ信号の平均信号レベルがＧ信号の平均信号レベルとなるように係数を設定している。具体的には、以下の式で求めるのである
【００１４】
【数１】
0003588278.tif 000002
【００１５】
そして、ステップＳ１７で演算した係数を利得調整回路に送信して、次のフィールドの利得調整を行うのである。即ち、ホワイトバランス制御をこのステップで行なっているのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各信号毎にかつ６４領域毎に積算する必要があるため、メモリ容量が必要であった。
【００１７】
また、Ｙ信号はＹＣ分離回路４で、Ｇ、Ｒ及びＢ信号はＹＣ分離回路４の後のＧＲＢマトリックス５で、さらにＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号はＧＲＢマトリックス５の後の色差マトリックス６でそれぞれ生成されるため、加算回路１０での加算タイミングが異なり、そのタイミングのずれを考慮して回路を構成する必要があった。
【００１８】
以上の点を考慮する回路が必要であり、余分に調整回路を追加する必要があり、回路規模が大きくなってしまっていた。
【００１９】
本発明はかかる課題を解決するためのものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラ信号処理装置は、色フィルタを有し、出力信号として2画素分のデータを混合して出力する撮像素子からの出力信号をＹＣ分離するＹＣ分離部と、該ＹＣ分離部に入力される前の前記撮像素子からの出力信号を複数に分類し、同じ分類毎に積算する信号積算部と、該信号積算部で積算した結果を記憶する記憶部と、該記憶部の記憶した前記分類毎の各積算値を加重加算して、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号、色差信号及びＹ信号の各信号成分を生成する演算部と、該演算部で演算したＲ、Ｇ、Ｂ信号及び色差信号に基づいてＹＣ分離部で分離したＲ、Ｇ、Ｂ信号の利得を調整する利得調整部と、該利得調整部で調整したＲ、Ｇ、Ｂ信号をエンコードしてＣ信号を生成し、出力するカラーエンコード部と、前記演算部で演算したＹ信号に基づいて前記撮像素子のアイリス部に制御信号を送信する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のカメラ信号処理方法は、色フィルタを有し、出力信号として2画素分のデータを混合して出力する撮像素子からの出力信号をＹＣ分離するＹＣ分離ステップと、該ＹＣ分離ステップでＹＣ分離される前の前記撮像素子からの出力信号を複数に分類し、同じ分類毎に積算する信号積算ステップと、該信号積算ステップで積算した結果を記憶する記憶ステップと、該記憶ステップの記憶した前記分類毎の各積算値を加重加算して、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号、色差信号及びＹ信号の各信号成分を生成する演算ステップと、該演算ステップで演算したＲ、Ｇ、Ｂ信号及び色差信号に基づいてＹＣ分離部で分離したＲ、Ｇ、Ｂ信号の利得を調整する利得調整ステップと、該利得調整ステップで調整したＲ、Ｇ、Ｂ信号をエンコードしてＣ信号を生成し、出力するエンコードステップと、前記演算ステップで演算したＹ信号に基づいて前記撮像素子のアイリス部に制御信号を送信する制御ステップとを備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１において発明の実施例を説明するが、従来の技術と同じ機能を有する構成には同じ番号を付しているので、説明を省略する。また、以下の説明では、図３のように配置された色フィルター（モザイク型補色系色フィルタ）を有するＣＣＤ１を使用したカメラとして説明する。したがって、ＣＣＤ１からは、Ｃｙ＋Ｍｇ混合色成分、Ｙｅ＋Ｇ混合色成分、Ｃｙ＋Ｇ混合色成分及びＹｅ＋Ｍｇ混合色成分を含んだ４種類の信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が出力されることになる。
【００２３】
１３は、ＣＣＤ１から出力される４種類の信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を分類する信号分類回路、１４は分類された４種類の信号をそれぞれ１フィールド分毎に積算する信号積算回路である。
【００２４】
該信号積算回路１４は、４種類のＣＣＤ１の出力信号をそれぞれ積算するＣ１積算回路１４ａ、Ｃ２積算回路１４ｂ、Ｃ３積算回路１４ｃ、Ｃ４積算回路１４ｄで構成されている。
【００２５】
１５は各積算回路１４ａ乃至１４ｄで積算した積算値を記憶する画像情報メモリ、１６は画像情報メモリに記憶した各積算値に基づいて所望の信号、即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号を生成する信号生成回路である。
【００２６】
該信号生成回路１６は、乗算回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ及び加算回路１６ｅ、１６ｆで構成されている。具体的に、各信号を算出する演算式は下記の式２のとおりである。
【００２７】
【数２】
0003588278.tif 000003
【００２８】
ただし、数２中のＹＧＫ、ＢＧＫ、ＲＧＫ、ＹＲＫ、ＢＲＫ、ＲＲＫ、ＹＢＫ、ＢＢＫ、ＲＢＫは、図１中のＲＧＢマトリックス５でＹ信号、Ｃｒ信号、Ｃｂ信号からＲ，ＧＢ信号を得るために使用する係数である。
【００２９】
かかる構成の動作を図２に基いて説明する。
【００３０】
ステップＳ１では、ＣＣＤ１が色フィルタを通して得られた４種類の出力信号が時系列に出力する。ステップＳ２ではＣＣＤ１から出力された出力信号を前処理部３で相関２重サンプリング処理、利得処理及びＡ／Ｄ変換を行なう。ステップＳ３では、ステップＳ２で処理した信号をＹＣ分離回路４でＹＣ分離を行なう。
【００３１】
ステップＳ４では、ステップＳ２で処理された信号を、信号分類回路１３で信号を分類し、それぞれの信号を信号積算回路１４で積算させる。具体的には、ＣＣＤ１からは４種類の映像信号が１画素毎に時系列に出力されるので、順次信号積算回路１４の積算回路１４ａ乃至１４ｄに１フィールドの６４分割領域分毎に積算する。信号積算回路１４で１領域分の積算が終了したとき、画像情報メモリ１５に記憶させる。
【００３２】
ステップＳ５では、画像情報メモリ１５に記憶した積算値から信号生成回路１６がＹ、Ｇ、Ｒ、Ｂ、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号を生成する。ステップＳ６ではステップＳ５で得られたＧ、Ｒ、Ｂ、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号から利得調整回路６で利得調整するＲ信号及びＢ信号の利得調整用係数を設定する。
【００３３】
具体的には、まずＣＰＵ１２は、１フィールドを６４分割した領域のそれぞれの領域に於いて、各領域のＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号の大きさから重み付け係数を演算する。次に、ＹＣ分離回路４及びＧＲＢマトリックス５によって分離されたＲ信号及びＢ信号の平均信号レベルがＧ信号の平均信号レベルとなるように、画像情報メモリ１５で積算した積算値に基いて演算する。演算式は、前述した数１に従う。
【００３４】
ステップＳ７では、ステップＳ６で利得調整したＧ、Ｒ、Ｂ信号に基いて色差マトリックス７でＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号を生成し、さらにエンコード回路８でカラーエンコードを行いＣ信号を形成し、出力する。この後は、Ｙプロセス回路９からのＹ信号とともに、表示部または記録部にカメラ出力として出力される。
【００３５】
ステップＳ８では、ＣＰＵ１２が信号生成回路１６で生成したＹ信号からアイリス調整を行なう。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたとおり本発明によれば、信号の読み出しタイミングが同一となり、制御が簡略化できるとともに、記憶装置の規模も含めて回路規模を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカメラ信号処理装置の制御ブロック図である。
【図２】本発明のカメラ装置の動作フローチャートを示す図である。
【図３】ＣＣＤの色フィルタの配列を示す図である。
【図４】ＣＣＤの信号出力を示す図である。
【図５】従来のカメラ信号処理装置の制御ブロック図である。
【図６】従来のカメラ処理装置の動作フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１    ＣＣＤ
４    ＹＣ分離回路
６    利得調整回路
８    カラーエンコード回路
１２    ＣＰＵ
１３    信号分類回路
１４    信号積算回路
１５    画像情報メモリ
１６    信号生成回路
【図１】
0003588278.tif 000004
【図２】
0003588278.tif 000005
【図３】
0003588278.tif 000006
【図４】
0003588278.tif 000007
【図５】
0003588278.tif 000008
【図６】
0003588278.tif 000009