(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段から出力されたインターレース走査による奇数フィールド及び偶数フィールドの映像信号に対して所定の処理を施す映像信号処理装置であって、
前記奇数フィールド映像信号の第１色信号を含むライン内の色信号を使用して、前記第１色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第１色信号とは異色の第２色信号を新たに生成し、前記第１色信号とともに前記新たに生成した第２色信号を同じタイミングで出力する第１補間手段と、
前記奇数フィールド映像信号の第１色信号をフィールドメモリにより遅延させるとともに、次の偶数フィールド映像信号に含まれる色信号を使用して、前記第１色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第１色信号とは異色の第２色信号を新たに生成し、前記第１色信号とともに前記新たに生成した第２色信号を同じタイミングで出力する第２補間手段と、
前記フィールドメモリにより１フィールド期間の間互いに隔てられた奇数フィールド映像信号と偶数フィールド映像信号とに基づいて前記奇数フィールド映像信号の動きを検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段により動きが検出された場合は前記第１補間手段から出力された第１及び第２色信号を選択し、前記動き検出手段により動きが検出されなかった場合は前記第２補間手段から出力された第１及び第２色信号を選択し、選択した第１及び第２色信号を前記所定の処理で使用するために出力する選択出力手段と
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記所定の処理として第１及び第２色信号を使用して行列演算処理を行い、第３色信号を出力する演算処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像素子を用いたカラービデオカメラ等の映像信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図７に示す。固体撮像素子１０１では図４のようにインターレース走査の偶数フィールド用、奇数フィールド用それぞれ独立に補色の色フィルタが配置され、図中のＶＯＵＴＩからはＹｅ、Ｃｙがそれぞれ一画素おきに、ＶＯＵＴ２からはＭｇ、Ｇがそれぞれ一画素おきに読み出される。
これら２系統の信号はサンプルホールド回路１０２、１０３でサンプルホールドされ、ＡＧＣ回路１０４、１０５で自動利得調整を行った後、ＡＤ変換器１０６、１０７でＡＤ変換されてディジタル信号となる。ＡＤ変換器１０６、１０７の出力はそれぞれテレビ信号の１水平期間（以下、１Ｈと記す）分の容量を有するメモリ１０９、１１０により遅延されると共に、加算器１０８で加算される。メモリ１０９、１１０の出力は加算器１１１により加算され、この加算演算により輝度信号を生成する。
【０００３】
加算器１０８、１１１の出力はそれぞれ低域通過フィルタ１１２、１１３で色キャリアが除去される。低域通過フィルタ１１３の出力はさらに１Ｈ分の容量を有するメモリ１１４で遅延される。低域通過フィルタ１１２、１１３の出力とメモリ１１４の出力とは連続する３Ｈの輝度信号を形成している。これらの連続する３Ｈの信号はアパーチャ補正回路１００において、高域通過フィルタ１１５で高域成分が抽出され、ベースクリップ回路１１７でノイズ成分が除去されることにより、垂直方向のアパーチャ信号となる。また、低域通過フィルタ１１３の出力は高域通過フィルタ１１６で高域成分が抽出され、ベースクリップ回路１１８でノイズ成分が除去されることにより、水平方向のアパーチャ信号となる。これらの垂直、水平方向のアパーチャ成分は加算器１１９で加算された後、ゲインコントロール回路１２０で信号レベルを調節することにより、ディテール信号（ＤＴＬ）となる。
低域通過フィルタ１１３の出力とディテール信号（ＤＴＬ）は不図示の遅延器により、位相を合わせた後、加算器１２１により加算されてアパーチャ補正を実現する。
【０００４】
アパーチャ補正を実現した輝度信号はニー回路１２２で高輝度成分のゲインを抑圧され、ガンマ補正回路１２３でガンマ補正を施した後、ブランキング付加回路１２４でブランキング信号を付加する。さらに、ＤＡ変換器１２５でＤＡ変換されてアナログ信号となり、低域通過フィルタ１２６を経てビデオ輝度信号ＹＯＵＴとなる。
【０００５】
一方、メモリ１０９、１１０の出力は同時化・補正回路１２７に送られてＣＣＤの各色成分が同時化される。これらの成分は、それぞれ低域通過フィルタ１２８〜１３１で折り返し成分の除去を行う。さらに、行列演算回路１３２において、
【０００６】
【数１】
0003869870.tif 000002
【０００７】
によりＲＧＢ成分を得る。これらのＲＧＢ成分は、ホワイトバランス回路（ＷＢ）内の乗算器１３３、１３４でＧ成分を基準にしてゲイン調整を施し、ホワイトバランスをとる。ホワイトバランスをとったＲＧＢ成分は、ゲインコントロール回路１２０の出力であるディテール信号（ＤＴＬ）を、それぞれ加算器１３５、１３６、１３７で足し合わせＲＧＢの高域を強調する。
これらの信号は、ニー回路１３８〜１４０で高レベル成分のゲインを抑圧し、ガンマ補正回路１４１〜１４３でガンマ補正を行う。次に、行列演算回路１４４で
【０００８】
【数２】
0003869870.tif 000003
【０００９】
により、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する。色差信号は色相補正回路１４５で色相を補正し、低域通過フィルタ１４６、１４７で後の変調に適するように高域をカットしておく。次に、変調回路１４８で変調及びバースト信号の付加を行い、Ｄ／Ａ変換器１４９でアナログ信号に戻し、低域通過フィルタ１５０を経てビデオ色信号ＣＯＵＴとなる。
【００１０】
ニー回路１３８〜１４０の出力及びガンマ補正回路１４１〜１４３の出力はそれぞれセレクタ１５１〜１５３に送られ、ブランキング付加回路１５４〜１５６でブランキング信号を付加することにより、ディジタル赤信号ＲＯＵＴ、ディジタル緑信号ＧＯＵＴ、ディジタル青信号ＢＯＵＴとなる。これらのディジタル出力は不図示のコンピュータ、プリンタ等のマルチメディア機器に入力される。これらのマルチメディア機器のガンマ補正の要不要に応じて、セレクタ１５１〜１５３の入力を切り替える。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ＣＣＤの各色成分を同時化する際に前値補間を行い、その後に行列演算を行ってＲＧＢ成分を得ているため、水平方向の帯域が狭い。これは、変調してアナログ信号に戻した後、ＴＶモニタに出力する際には問題ないが、ディジタルＲＧＢ出力をコンピュータ、プリンタ等のマルチメディア機器の画面上に表示すると、十分な解像度が得られず、なおかつ色にじみをおこしてしまうという欠点があった。このような解像度の低下や色にじみは特に静止画において顕著である。
そこで本発明の目的は、動画と静止画とで色信号処理を切り換えることにより、マルチメディア機器で表示する際の高画質化を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像信号処理装置は、撮像手段から出力されたインターレース走査による奇数フィールド及び偶数フィールドの映像信号に対して所定の処理を施す映像信号処理装置であって、前記奇数フィールド映像信号の第１色信号を含むライン内の色信号を使用して、前記第１色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第１色信号とは異色の第２色信号を新たに生成し、前記第１色信号とともに前記新たに生成した第２色信号を同じタイミングで出力する第１補間手段と、前記奇数フィールド映像信号の第１色信号をフィールドメモリにより遅延させるとともに、次の偶数フィールド映像信号に含まれる色信号を使用して、前記第１色信号の出力タイミングにおいて前記奇数フィールド映像信号として前記撮像手段から出力されていない前記第１色信号とは異色の第２色信号を新たに生成し、前記第１色信号とともに前記新たに生成した第２色信号を同じタイミングで出力する第２補間手段と、前記フィールドメモリにより１フィールド期間の間互いに隔てられた奇数フィールド映像信号と偶数フィールド映像信号とに基づいて前記奇数フィールド映像信号の動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出手段により動きが検出された場合は前記第１補間手段から出力された第１及び第２色信号を選択し、前記動き検出手段により動きが検出されなかった場合は前記第２補間手段から出力された第１及び第２色信号を選択し、選択した第１及び第２色信号を前記所定の処理で使用するために出力する選択出力手段とを備える。
【００１３】
本発明の映像信号処理装置の他の態様は、前記所定の処理として第１及び第２色信号を使用して行列演算処理を行い、第３色信号を出力する演算処理手段をさらに備える。
【００１４】
【作用】
本発明は前記技術手段よりなるので、撮像手段の各色成分の同時化とともに映像信号の動きに応じた最適な補間処理を行うことにより静止画及び動画の両方に関して適切な解像度の映像信号を得ることができる。
【００１６】
【実施例】
本発明の実施例は、図１に示す概念に基づいて構成されている。図１において、固体撮像素子１から読みだされた２系統の信号はそれぞれＡＤ変換器２、３でＡＤ変換されてディジタル信号となる。これらのディジタル信号は、色信号処理回路４及び輝度信号処理回路５でそれぞれ処理を施される。また、２系統の信号はフィールドモリ６でＴＶ信号の１フィールド期間遅延され、遅延されていない信号と信号合成回路８、９で同時化される。これらの同時化された信号から色信号処理回路４の中の行列演算回路１０でＲＧＢ信号を生成する。
一方、動き検出手段７では１フィールド期間の動きを検出し、その画像が動画であるか静止画であるかに応じて色信号処理回路４を制御する。
【００１７】
次に本発明の第１、第２の実施例を図２、図５を用いて説明する。尚、図２、図５においては図４及び互いに実質的に対応する部分には同一符号を付して構成、動作に関する重複する説明は省略する。
図２は第１の実施例を示すもので、図７の回路にフィールドメモリ１５７と選択回路１５８と動き検出回路１５９とを追加したものである。
【００１８】
次に上記構成による動作について説明する。
メモリ１０９、１１０で１Ｈ遅延した信号はフィールドメモリ１５７で１フィールド期間遅延された後、図４のｏｄｄで示すデータとｅｖｅｎで示すデータが同時に選択回路１５８に送られる。この選択回路１５８の構成例を図３に示す。
【００１９】
図３において、図２の低域通過フィルタ１２８〜１３１の出力は信号２０１〜２０４、フィールドメモリ１５７の出力は信号２０５、２０６、１Ｈメモリ１０９、１１０の出力は信号２０７、２０８に対応する。
信号２０５、２０６と２０７、２０８との間には１フィールドの位相差があるので、信号２０５、２０６が図４の第ｎラインであるとき、信号２０７、２０８は第ｎ＋２６３ラインに相当する。
信号２０５、２０７はセレクタ２０９、２１０に送られる。このとき、信号２０５、２０７ではＹｅ、Ｃｙの位相がずれているので、１画素ごとにセレクタ２０９、２１０を切り換えて、セレクタ２０９の出力にＹｅ成分が、セレクタ２１０の出力にＣｙ成分が得られるようにする。セレクタ２０９、２１０の出力には第ｎラインのデータと第ｎ＋２６３ラインのデータが交互に現れる。同様の動作により、セレクタ２１１の出力にＭｇ成分が、セレクタ２１２の出力にＧ成分が得られるようにする。
このようにフィールド間の補間を行うことにより、各色成分の水平方向の画素数を２倍にし、解像度を向上させることができる。
【００２０】
セレクタ２１３〜２１６では従来のライン内の補間を行ったデータ２０１〜２０４とセレクタ２０９〜２１２の出力とを動き検出回路１５９の出力ｍｄｅｔの正負に応じて切り換える。
動き検出回路１５９ではフィールドメモリ１５７の入出力信号を取り込み、例えば両者の差分を取るなどして、動き成分を検出する。これにより、その画像が動画か静止画かを判定し、信号ｍｄｅｔに“０”若しくは“１”を出力する。
以上のようにしてＹｅ、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｇ成分を得たあとの処理は図７の従来例と同じである。
【００２１】
次に本発明の第２の実施例を図５に示す。この第２の実施例は、動き検出回路１５９の出力ｍｄｅｔにより選択回路１５８に加えて行列演算回路１３２をも制御している点が第１の実施例と異なる。行列演算回路１３２の構成例を図６に示す。
図６においては、選択回路１５８からの４種類の出力Ｙｅ、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｇを入力としている。乗算器５０１〜５０４、５１２〜５１５、５２３〜５２６、加算器５０９〜５１１、５２０〜５２２、５３１〜５３３により行列演算を行う。このとき、動き検出回路１５９の出力ｍｄｅｔによりセレクタ５０５〜５０８、５１６〜５１９、５２７〜５３０を制御し、乗算器係数を切り換える。
図６では、動き検出回路１５９が、動画を検出したときは、
【００２２】
【数３】
0003869870.tif 000004
【００２３】
のフィールド内処理の演算を行う。静止画を検出したときは、
【００２４】
【数４】
0003869870.tif 000005
【００２５】
のフィールド間処理の演算を行う。
【００２６】
このように、動画、静止画で色分離係数を切り換えることにより、フィールド内処理、フィールド間処理のいずれにも適した色再現をすることができる。これにより、ディジタルＲＧＢ出力の高画質化が可能になる。
以上のようにしてＲＧＢ成分を得たあとの処理は図７の従来例と同じである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像手段の各色成分の同時化とともに映像信号の動きに応じた最適な補間処理を行うことにより静止画及び動画の両方に関して適切な解像度の映像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を概念的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図３】図２の選択回路の構成例を示す回路図である。
【図４】本発明及び従来の撮像装置に用いられる色フィルタを示す構成図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図である。
【図６】図５の行列演算回路の構成例を示す回路図である。
【図７】従来の撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１０１  撮像素子
６、１５７  フィールドメモリ
８、９  信号合成回路
１０、１３２  行列演算回路
１５８  選択回路
１５９  動き検出回路
５０１、５２６  乗算器
【図１】
0003869870.tif 000006
【図２】
0003869870.tif 000007
【図３】
0003869870.tif 000008
【図４】
0003869870.tif 000009
【図５】
0003869870.tif 000010
【図６】
0003869870.tif 000011
【図７】
0003869870.tif 000012