JP3406674B2 - Two-chip imaging device - Google Patents
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、2板式撮像装置に関
し、特に画像の色の解像度の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-plate type image pickup device, and more particularly to improvement of color resolution of an image.
【0002】[0002]
【従来の技術】人間の目では、色に対する感度は輝度に
対するものよりも低い。このためNTSC(National T
elevision System Committee)方式等の規格では、色解
像度は輝度解像度よりも低く定められており、従来の2
板式撮像装置では、G,R/B方式が主に用いられてい
る。すなわちこの撮像装置では、例えば図14に示され
るように、全画素において緑色(グリーン)の光を透過
させるフィルタF1が一方のCCD(固体撮像素子)上
に、また赤(レッド)の光を透過させる画素と青(ブル
ー)の光を透過させる画素とが交互に配設されたフィル
タF2が他のCCD上に設けられている。これらのCC
Dの出力信号は、映像処理回路において、対応する画素
同士に関して重ね合わされる。すなわち、CCD上のあ
る1画素における輝度は1画素からの信号によって表さ
れるが、色は隣接する2画素の信号(赤色に対応するR
信号を含む画素信号と青色に対応するB信号を含む画素
信号)によって表される。The human eye is less sensitive to color than it is to luminance. Therefore, NTSC (National T
In the standards such as the Elevision System Committee), the color resolution is set lower than the luminance resolution.
In the plate type image pickup device, the G and R / B methods are mainly used. That is, in this image pickup apparatus, as shown in FIG. 14, for example, a filter F1 that transmits green light in all pixels transmits red (red) light onto one CCD (solid-state image sensor). A filter F2 in which the pixels to be turned on and the pixels to transmit blue light are alternately arranged is provided on another CCD. These CC
The output signal of D is superimposed on the corresponding pixels in the video processing circuit. That is, the brightness of one pixel on the CCD is represented by the signal from one pixel, but the color is the signal of two adjacent pixels (R corresponding to red).
(A pixel signal including a signal and a pixel signal including a B signal corresponding to blue).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は、色信号が2画素の情報を合成して生成されるように
構成されており、輝度信号に比較して色信号の情報量が
充分ではないため、良い画質が得られない。このように
色解像度が低い画像信号をコンピュータに入力して画素
単位で画像処理を行う場合には、その画質の劣化が目立
つことが多い。これに対処するため、CCDを3個設け
るとともに、各CCDにそれぞれ赤色、緑色および青色
を透過させるフィルタを設けた、いわゆる3板式撮像装
置を採用してRGB信号を得ることも可能であるが、こ
のような構成は、装置の規模が大きくなり、回路構成が
複雑になるという問題を生じる。As described above, the conventional apparatus is constructed so that the color signal is generated by synthesizing the information of two pixels, and the information amount of the color signal is sufficient as compared with the luminance signal. Not so, good image quality is not obtained. When an image signal having such a low color resolution is input to a computer and image processing is performed on a pixel-by-pixel basis, deterioration of the image quality is often noticeable. To deal with this, it is possible to obtain a RGB signal by adopting a so-called three-plate type image pickup device in which three CCDs are provided and each CCD is provided with a filter for transmitting red, green and blue respectively. Such a configuration causes a problem that the scale of the device becomes large and the circuit configuration becomes complicated.
【0004】また従来装置では、感度は撮影レンズ、プ
リズム等の光学系の性能に応じて定まり、被写体の輝度
が低すぎた場合、充分なコントラストを有する画像を得
ることはできないという問題がある。Further, in the conventional apparatus, the sensitivity is determined according to the performance of the optical system such as the taking lens and the prism, and there is a problem that an image having sufficient contrast cannot be obtained when the brightness of the subject is too low.
【0005】本発明は、回路構成を複雑にすることなく
色解像度を高め、コンピュータ等で画像処理を行っても
画質が低下することのない画像信号を生成することがで
き、また感度の高い撮像を行うことができる2板式撮像
装置を提供することを目的としている。According to the present invention, it is possible to increase the color resolution without complicating the circuit structure, to generate an image signal whose image quality does not deteriorate even when image processing is performed by a computer, etc. It is an object of the present invention to provide a two-plate type imaging device capable of performing the above.
【0006】[0006]
【問題を解決するための手段】本発明に係る第1の2板
式撮像装置は、規則的に変化する補色色差線順次式の画
素分光特性を有し、画素分光特性が相互に1画素分水平
方向にずれている第1および第2のイメージセンサと、
垂直方向に並ぶ2画素について第1および第2のイメー
ジセンサから得られる合計4画素の信号に基づいて、1
画素のR信号、G信号およびB信号を抽出する第1の色
信号抽出手段と、水平方向および垂直方向にそれぞれ2
画素ずつ並べて成る4画素について第1および第2のイ
メージセンサから得られる合計8画素の信号に基づい
て、1画素のR信号、G信号およびB信号を抽出する第
2の色信号抽出手段と、第1および第2の色信号抽出手
段の一方を選択して作動させる制御手段とを備えたこと
を特徴としている。A first two-plate type image pickup device according to the present invention has complementary color difference line-sequential pixel spectral characteristics that change regularly, and the pixel spectral characteristics are horizontal for one pixel. First and second image sensors that are offset in direction,
Based on signals of a total of 4 pixels obtained from the first and second image sensors for 2 pixels arranged in the vertical direction, 1
First color signal extraction means for extracting the R signal, G signal and B signal of the pixel, and 2 in each of the horizontal and vertical directions
Second color signal extraction means for extracting the R signal, G signal and B signal of one pixel on the basis of signals of a total of eight pixels obtained from the first and second image sensors for four pixels arranged side by side, And a control unit for selecting and operating one of the first and second color signal extraction units.
【0007】本発明に係る第2の2板式撮像装置は、規
則的に変化する補色色差線順次式の画素分光特性を有
し、画素分光特性が相互に1画素分水平方向にずれてい
る第1および第2のイメージセンサと、前記第1および
第2のイメージセンサの相互に光学的に等しい位置にお
ける、垂直方向に並ぶ2画素ずつの合計4画素から得ら
れる信号に基づいて1画素のR信号、G信号およびB信
号を生成する第1の色信号生成手段と、前記第1および
第2のイメージセンサの相互に光学的に等しい位置にお
ける、水平方向および垂直方向に並ぶ4画素ずつの合計
8画素から得られる信号に基づいて1画素のR信号、G
信号およびB信号を生成する第1の色信号生成手段と、
前記第1および第2の色信号生成手段の一方を選択して
作動させる制御手段とを備えたことを特徴としている。A second two-plate type image pickup device according to the present invention has a complementary-color-difference line-sequential pixel spectral characteristic that changes regularly, and the pixel spectral characteristics are shifted from each other by one pixel in the horizontal direction. R of 1 pixel based on a signal obtained from a total of 4 pixels of two pixels arranged in the vertical direction at positions where the first and second image sensors and the first and second image sensors are optically equal to each other. A total of four pixels lined up in the horizontal direction and in the vertical direction at positions where the first color signal generating means for generating the signal, the G signal and the B signal and the first and second image sensors are optically equal to each other. R signal of 1 pixel, G based on the signal obtained from 8 pixels
First color signal generating means for generating a signal and a B signal,
And a control means for selecting and operating one of the first and second color signal generating means.
【0008】本発明に係る第3の2板式撮像装置は、規
則的に変化する補色色差線順次式の画素分光特性を有
し、画素分光特性が相互に1画素分水平方向にずれてい
る第1および第2のイメージセンサと、前記第1および
第2のイメージセンサの相互に光学的に等しい位置にお
ける、垂直方向に並ぶ2画素ずつの合計4画素から得ら
れる信号に基づいて1画素のR信号、G信号およびB信
号を生成する第1の色信号生成手段と、前記第1の色信
号生成手段において利用される前記2画素にそれぞれ隣
接する、前記第1および第2のイメージセンサにおける
垂直方向に並ぶ2画素ずつの合計4画素と、前記第1の
色信号生成手段において利用される前記4画素とを合わ
せた合計8画素から得られる信号に基づいて1画素のR
信号、G信号およびB信号を生成する第2の色信号生成
手段と、前記第1および第2の色信号生成手段の一方を
選択して作動させる制御手段とを備えたことを特徴とし
ている。A third two-plate type image pickup device according to the present invention has a complementary-color-difference line-sequential pixel spectral characteristic that regularly changes, and the pixel spectral characteristics are shifted from each other by one pixel in the horizontal direction. R of 1 pixel based on a signal obtained from a total of 4 pixels of two pixels arranged in the vertical direction at positions where the first and second image sensors and the first and second image sensors are optically equal to each other. A first color signal generating means for generating a signal, a G signal and a B signal, and a vertical in the first and second image sensors respectively adjacent to the two pixels used in the first color signal generating means. R of 1 pixel based on a signal obtained from a total of 8 pixels including a total of 4 pixels of 2 pixels arranged in each direction and the 4 pixels used in the first color signal generation means.
It is characterized in that it is provided with a second color signal generation means for generating a signal, a G signal and a B signal, and a control means for selecting and operating one of the first and second color signal generation means.
【0009】[0009]
【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
1は本発明の一実施例であるスチルビデオカメラのブロ
ック図である。The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram of a still video camera which is an embodiment of the present invention.
【0010】システムコントロール回路10はマイクロ
コンピュータであり、本スチルビデオカメラの全体の制
御を行う。The system control circuit 10 is a microcomputer and controls the entire still video camera.
【0011】撮像光学系11はレンズ12と絞り13を
備える。レンズ12は、ズーミング動作時、ズーム駆動
回路14によって駆動され、合焦動作時、フォーカス駆
動回路15によって駆動される。絞り13は、露出制御
時、アイリス駆動回路16によって開度を調整される。
ズーム駆動回路14、フォーカス駆動回路15およびア
イリス駆動回路16はシステムコントロール回路10に
よって制御される。The image pickup optical system 11 includes a lens 12 and a diaphragm 13. The lens 12 is driven by the zoom drive circuit 14 during the zooming operation, and is driven by the focus drive circuit 15 during the focusing operation. The aperture of the diaphragm 13 is adjusted by the iris drive circuit 16 during exposure control.
The zoom drive circuit 14, the focus drive circuit 15, and the iris drive circuit 16 are controlled by the system control circuit 10.
【0012】撮像光学系11を通った光線は、プリズム
21を通って第1および第2のCCD(イメージセン
サ)22、23に導かれ、これらのCCD22、23上
では同じ被写体像が結像される。またこの光線は、プリ
ズム21およびミラー24、29を介してファインダ光
学系25に導かれる。第1および第2のCCD22、2
3には、それぞれフィルタ51、52が設けられる。こ
れらのCCD22、23はCCDドライバ26によって
駆動され、これにより、CCD22、23上に結像され
た被写体像に対応した画像信号が、相関二重サンプリン
グ(CDS)回路31、32に供給される。CCDドラ
イバ26は、システムコントロール回路10によって制
御される同期信号発生回路27から出力されるパルス信
号により作動する。The light beam that has passed through the image pickup optical system 11 is guided to the first and second CCDs (image sensors) 22 and 23 through the prism 21, and the same subject image is formed on these CCDs 22 and 23. It Further, this light beam is guided to the finder optical system 25 via the prism 21 and the mirrors 24 and 29. First and second CCDs 22, 2
3 are provided with filters 51 and 52, respectively. The CCDs 22 and 23 are driven by the CCD driver 26, and thereby, the image signals corresponding to the subject images formed on the CCDs 22 and 23 are supplied to the correlated double sampling (CDS) circuits 31 and 32. The CCD driver 26 operates by the pulse signal output from the synchronization signal generation circuit 27 controlled by the system control circuit 10.
【0013】CDS回路31、32に入力された画像信
号は、リセット雑音を除去された後、プリプロセス回路
33、34においてガンマ補正等の所定の処理を施され
る。そしてこの画像信号は、A/D変換器35、36に
おいてデジタル信号に変換され、画像メモリ41〜44
に格納される。画像信号が格納される画像メモリ41〜
44のアドレスは、システムコントロール回路10によ
りアドレス制御回路45を介して制御される。The image signals input to the CDS circuits 31 and 32 are subjected to predetermined processing such as gamma correction in the preprocessing circuits 33 and 34 after the reset noise is removed. Then, this image signal is converted into a digital signal in the A / D converters 35 and 36, and the image memories 41 to 44.
Stored in. Image memory 41 to which image signals are stored
The address of 44 is controlled by the system control circuit 10 via the address control circuit 45.
【0014】映像処理回路46は、画像メモリ41〜4
4に格納された画像信号に対して、後述する処理を施
し、これにより、輝度信号とともに、R信号、G信号お
よびB信号が出力される。これらの信号はインターフェ
イス回路を介してコンピュータあるいはディスプレイ装
置に出力される。The video processing circuit 46 includes image memories 41-4.
The image signal stored in 4 is subjected to the processing described later, whereby the R signal, the G signal, and the B signal are output together with the luminance signal. These signals are output to the computer or display device via the interface circuit.
【0015】システムコントロール回路10に接続され
たマニュアルスイッチ47は、本スチルビデオカメラを
操作するため、また表示素子48は、マニュアルスイッ
チ47による操作の内容等を表示するために、それぞれ
設けられる。モード切換スイッチ49は、本スチルビデ
オカメラによる撮影を、高解像度モードおよび高感度モ
ードの間において切り換えるためのスイッチである。The manual switch 47 connected to the system control circuit 10 is provided for operating the present still video camera, and the display element 48 is provided for displaying the content of the operation by the manual switch 47 and the like. The mode switching switch 49 is a switch for switching shooting by the still video camera between the high resolution mode and the high sensitivity mode.
【0016】プリズム21は第1および第2の光分離面
21a、21bを有しており、これらの光分離面21
a、21bの作用により、第1および第2のCCD2
2、23とファインダ光学系25に導かれる光量が例え
ば4:4:2の比に分離され、各CCD22、23に同
じ強度の光が導かれる。すなわち、撮像光学系11から
プリズム21に入射した光線の一部は、第1の光分離面
21aで反射されて第2のCCD23に導かれ、他の光
線は、第1の光分離面21aを透過して第2の光分離面
21bに導かれる。第2の光分離面21bにおいて、一
部の光線は反射して第1のCCD22に導かれ、他の光
線、すなわち第1および第2の光分離面21a、21b
を透過した光線は、プリズム21の外部に出射される。
この光線は、ミラー24、29で反射されてファインダ
光学系25に導かれる。なお、ミラー24、29はファ
インダ光学系25の光軸を撮影光学系11の光軸からず
らすための部材であり、省略することもできる。The prism 21 has first and second light separation surfaces 21a and 21b.
By the action of a and 21b, the first and second CCD2
The amount of light guided to 2, 23 and the finder optical system 25 is separated into a ratio of 4: 4: 2, for example, and light of the same intensity is guided to each CCD 22, 23. That is, a part of the light rays that have entered the prism 21 from the imaging optical system 11 are reflected by the first light splitting surface 21a and guided to the second CCD 23, and the other light rays pass through the first light splitting surface 21a. The light is transmitted and guided to the second light separation surface 21b. At the second light separation surface 21b, a part of the light rays is reflected and guided to the first CCD 22, and the other light rays, that is, the first and second light separation surfaces 21a and 21b.
The light beam that has passed through is emitted to the outside of the prism 21.
This light beam is reflected by the mirrors 24 and 29 and guided to the finder optical system 25. The mirrors 24 and 29 are members for shifting the optical axis of the finder optical system 25 from the optical axis of the photographing optical system 11, and can be omitted.
【0017】第1および第2のCCD22、23に導か
れる光量は同じである方が好ましいが、必ずしも同じで
ある必要はなく、これらの光量が異なる場合には、CC
D22、23の出力のゲイン調整により、これらの出力
信号の大きさを同じにすればよい。It is preferable that the light amounts guided to the first and second CCDs 22 and 23 are the same, but they are not necessarily the same, and when these light amounts are different, CC
The magnitudes of these output signals may be made the same by adjusting the gains of the outputs of D22 and D23.
【0018】図2は、第1および第2のCCD22、2
3の受光面上に設けられたカラーフィルタ51、52の
配列を示すものである。これらのカラーフィルタ51、
52は、補色市松カラーフィルタであり、同じ構成を有
している。これらのカラーフィルタ51、52では、マ
ゼンタ(Mg)、イエロー(Ye)、シアン(Ce)お
よびグリーン(G)を透過させる各フィルタ要素が交互
に配設されている。すなわち、水平方向および垂直方向
にそれぞれ2画素ずつ並べて成る計4画素には、グリー
ン(G)の他に、補色の異なる分光特性を有するマゼン
タ(Mg)、イエロー(Ye)およびシアン(Ce)の
3画素が設けられている。FIG. 2 shows the first and second CCDs 22 and 2.
3 shows an array of color filters 51, 52 provided on the light receiving surface of No. 3. These color filters 51,
Reference numeral 52 is a complementary color checkered color filter having the same configuration. In these color filters 51 and 52, filter elements that transmit magenta (Mg), yellow (Ye), cyan (Ce), and green (G) are alternately arranged. That is, in addition to green (G), magenta (Mg), yellow (Ye), and cyan (Ce) having different spectral characteristics of complementary colors are included in a total of 4 pixels in which two pixels are arranged in each of the horizontal direction and the vertical direction. Three pixels are provided.
【0019】第2のカラーフィルタ52のCCD23に
対する位置関係を、第1のカラーフィルタ51のCCD
22に対する位置関係と比較すると、第2のカラーフィ
ルタ52は、CCD23に対し1画素分だけ水平方向
(図2では左方向)にずらして設けられている。例えば
画面の左上隅の画素Pに注目すると、第1のカラーフィ
ルタ51ではマゼンタであるが、第2のカラーフィルタ
52ではグリーンである。The positional relationship between the second color filter 52 and the CCD 23 is shown by the CCD of the first color filter 51.
Compared with the positional relationship with respect to 22, the second color filter 52 is provided so as to be shifted by one pixel with respect to the CCD 23 in the horizontal direction (left direction in FIG. 2). For example, paying attention to the pixel P at the upper left corner of the screen, the first color filter 51 is magenta, but the second color filter 52 is green.
【0020】このようにCCD22、23の画素分光特
性は、それぞれ規則的に変化しており、補色色差線順次
式である。また、第1のCCD22の画素分光特性に対
して、第2のCCD23の画素分光特性は1画素分だけ
水平方向にずれている。したがって、第1CCD22の
垂直方向に並ぶ2画素と、その2画素と光学的に同じ位
置にある第2CCD23の垂直方向に並ぶ2画素との4
画素は、それぞれ異なる分光特性を有している。すなわ
ち、例えば一方の2画素がMgとYeである場合、他方
の2画素はGとCyである。As described above, the pixel spectral characteristics of the CCDs 22 and 23 are regularly changed and are of the complementary color difference line sequential type. Further, the pixel spectral characteristic of the second CCD 23 is horizontally displaced from the pixel spectral characteristic of the first CCD 22 by one pixel. Therefore, the four pixels of the two pixels arranged in the vertical direction of the first CCD 22 and the two pixels arranged in the vertical direction of the second CCD 23 at the same optical position as the two pixels.
The pixels have different spectral characteristics. That is, for example, when one of the two pixels is Mg and Ye, the other two pixels are G and Cy.
【0021】第1のCCD22の出力信号と第2のCC
D23の出力信号は、デジタル信号として画像メモリ4
1〜44に一旦格納されるが、これらのメモリから読み
出され、映像信号処理回路46において処理される。す
なわち、対応する画素同士が相互に重ね合わせられると
ともに、この重ね合わされた信号から各画素に対応する
R信号、G信号およびB信号が抽出されて映像信号が得
られる。The output signal of the first CCD 22 and the second CC
The output signal of D23 is converted into a digital signal by the image memory 4
1 to 44 are temporarily stored, they are read from these memories and processed in the video signal processing circuit 46. That is, the corresponding pixels are superimposed on each other, and the R signal, the G signal, and the B signal corresponding to each pixel are extracted from the superimposed signals to obtain a video signal.
【0022】図3はこの重ね合わせの状態を示してい
る。この図から理解されるように、第1のCCD22の
フィルタ51のマゼンタ(Mg)と第2のCCD23の
フィルタ52のグリーン(G)が、フィルタ51のグリ
ーン(G)とフィルタ52のマゼンタ(Mg)が、フィ
ルタ51のイエロー(Ye)とフィルタ52のシアン
(Cy)が、フィルタ51のシアン(Cy)とフィルタ
52のイエロー(Ye)が、それぞれ同じ画素に対応し
ている。なお図3において、Pxは水平方向の各画素の
間隔(1ピッチ)、Pyは垂直方向の各画素の間隔(1
ピッチ)をそれぞれ示す。FIG. 3 shows this superposed state. As understood from this figure, the magenta (Mg) of the filter 51 of the first CCD 22 and the green (G) of the filter 52 of the second CCD 23 are the same as the green (G) of the filter 51 and the magenta (Mg) of the filter 52. ), Yellow (Ye) of the filter 51 and cyan (Cy) of the filter 52 correspond to the same pixel, and cyan (Cy) of the filter 51 and yellow (Ye) of the filter 52 correspond to the same pixel, respectively. In FIG. 3, Px is a horizontal pixel interval (1 pitch), and Py is a vertical pixel interval (1 pitch).
Pitch) respectively.
【0023】次に、モード切換スイッチ49を高解像度
モードに定めた状態におけるR信号、G信号およびB信
号の抽出について説明する。まずR信号の抽出について
説明する。マゼンタ(Mg)に含まれるR信号をRMg、
B信号をBMg、イエロー(Ye)に含まれるR信号をR
Ye、G信号をGYe、シアン(Cy)に含まれるG信号を
GCy、B信号をBCyとすると、
Mg= RMg+BMg、Ye= RYe+GYe、Cy= GCy+B
Cy
と表すことができる。Next, the extraction of the R signal, G signal and B signal when the mode changeover switch 49 is set to the high resolution mode will be described. First, the extraction of the R signal will be described. The R signal contained in magenta (Mg) is converted to R Mg ,
B signal is B Mg , R signal included in yellow (Ye) is R
When Ye , G signal are G Ye , G signal contained in cyan (Cy) is G Cy , and B signal is B Cy , Mg = R Mg + B Mg , Ye = R Ye + G Ye , Cy = G Cy + B
It can be represented as Cy .
【0024】R信号は、垂直方向に並ぶマゼンタ(M
g)とイエロー(Ye)、およびこれらに重ね合わされ
たグリーン(G)とシアン(Cy)の4画素(図3にお
いて斜線を付された画素)から、次の式により得られ
る。
RS =(Mg+Ye)−α(G+Cy)
=RMg+BMg+RYe+GYe−αG−αGCy−αBCy
=RMg+RYe+GYe−α(G+GCy)+BMg−αBCy
=RMg+RYe (1)
ただし、この(1)式が成立するためには、
α=GYe/(G+GCy)=BMg/BCy
が成立することが条件である。The R signal is a magenta (M
g) and yellow (Ye), and the four pixels of green (G) and cyan (Cy) (pixels shaded in FIG. 3) superimposed on them are obtained by the following formula. R S = (Mg + Ye) -α (G + Cy) = R Mg + B Mg + R Ye + G Ye −αG-αG Cy −αB Cy = R Mg + R Ye + G Ye −α (G + G Cy ) + B Mg −αB Cy = R Mg + R Ye (1) However, in order for this expression (1) to hold, the condition is that α = G Ye / (G + G Cy ) = B Mg / B Cy .
【0025】B信号についても同様に、次の式により得
られる。
BS =(Mg+Cy)−β(G+Ye)
=RMg+BMg+GCy+BCy−βG−βRYe−βGYe
=BMg+BCy+GCy−β(G+GYe)+RMg−βRYe
=BMg+BCy (2)
ただし、この(2)式が成立するためには、
β=GCy/(G+GYe)=RMg/RYe
が成立することが条件である。Similarly, the B signal can be obtained by the following equation. B S = (Mg + Cy) -β (G + Ye) = R Mg + B Mg + G Cy + B Cy -βG-βR Ye -βG Ye = B Mg + B Cy + G Cy -β (G + G Ye ) + R Mg -βR Ye = B Mg + B Cy (2) However, in order for this equation (2) to hold, it is a condition that β = G Cy / (G + G Ye ) = R Mg / R Ye holds.
【0026】G信号については、輝度信号(Y)と、
(1)式、(2)式により求められたRS 、BS とから
得られる。すなわち、
GS =Y−RS −BS
=(Mg+Cy+G+Ye)−RS −BS
=G+GYe+GCy (3)Regarding the G signal, a luminance signal (Y) and
It is obtained from R S and B S obtained by the equations (1) and (2). That is, G S = Y−R S −B S = (Mg + Cy + G + Ye) −R S −B S = G + G Ye + G Cy (3)
【0027】次に、このようにして得られたRGB信号
および輝度信号Yのスペクトルを考える。Next, consider the spectra of the RGB signal and the luminance signal Y thus obtained.
【0028】まず輝度信号Yのスペクトルを説明する。
基本サンプリング列を、
SO (x,y) =Σm Σn δ(x− 2mPx, y− 4nPy)
とおく(ただし、δはデルタ関数、xは水平方向の座
標、yは垂直方向の座標、m、nは整数)。そして、M
g、G、Ye、Cyの画素に対する光学像分布を第1の
CCD22に対して、それぞれIA1Mg(x,y) 、IA1G(x,
y) 、IA1Ye(x,y)、IA1Cy(x,y)と表し、また第2のC
CD23に対して、それぞれIA2Mg(x,y)、IA2G(x,
y)、IA2Ye(x,y)、IA2Cy(x,y)と表し、図4において相
互に線Lで結ばれている4画素の組合せに対するスペク
トルを求める。First, the spectrum of the luminance signal Y will be described.
Let S O (x, y) = Σ m Σ n δ (x−2mP x , y−4 nP y ), where δ is a delta function, x is a horizontal coordinate, and y is a vertical direction. Coordinates, m and n are integers). And M
The optical image distributions for the g, G, Ye, and Cy pixels are I A1Mg (x, y) and I A1G (x, respectively) for the first CCD 22.
y), I A1Ye (x, y), I A1Cy (x, y), and the second C
For CD23, I A2Mg (x, y) and I A2G (x, y, respectively)
y), I A2Ye (x, y), and I A2Cy (x, y), and spectra are obtained for a combination of 4 pixels which are connected by a line L in FIG.
【0029】ここで、第1および第2のCCD22、2
3の各画素の出力が等しいと仮定して、
IAMg(x,y) =IA1Mg(x,y) =IA2Mg (x,y)
IAG (x,y) =IA1G (x,y) =IA2G (x,y)
IAYe (x,y) =IA1Ye (x,y)=IA2Ye (x,y)
IACy (x,y) =IA1Cy (x,y)=IA2Cy (x,y)
とおく。そして、第1および第2フィールドの輝度信号
成分を、
IY1(u,v)=IAMg(u,v)exp(-jPy v)+IAG(u,v)exp(-j
Py v)+IAYe(u,v)+IACy(u,v)
IY2(u,v)=IAMg (u,v) +IAG(u,v) +IAYe(u,v)ex
p(-jPyv)+IACy(u,v)exp(-jPyv)
とおくと(ただし、uは水平方向の角空間周波数、vは
垂直方向の角空間周波数、jは虚数)、第1および第2
フィールドの輝度信号スペクトルは、
Y1(u,v)=IY1(u,v)*{SO (u,v)(1+exp( -jPxu))(1+exp(-j2Py v)) }
=IY1(u,v)*{SO(u,v)4exp( -jPxu/2)exp( -jPyv)
・cos( Pxu/2) cos(Pyv)} (4)
Y2(u,v)=IY2(u,v)*{SO (u,v)exp(-jPyv) (1+exp( -jPxu))
・(1+exp(-j2Pyv))}
=IY2(u,v)*{SO(u,v)4exp( -jPxu/2)exp(-j2Pyv)
・cos( Px u/2) cos(Pyv)} (5)
となる。ここでSO (u,v) は基本サンプリング列S
O (x,y) のスペクトルで、
SO (u,v) =( 1/8Px Py ) Σm Σn δ(u − 2πm/2
px,v− 2πn/4Py)
である。また * 記号はコンボルーション積分を表す。Here, the first and second CCDs 22, 2
Assuming that the output of each pixel of 3 is equal, I AMg (x, y) = I A1Mg (x, y) = I A2Mg (x, y) I AG (x, y) = I A1G (x, y ) = I A2G (x, y) I AYe (x, y) = I A1Ye (x, y) = I A2Ye (x, y) I ACy (x, y) = I A1Cy (x, y) = I A2Cy Let (x, y). Then, the luminance signal components of the first and second fields are represented by I Y1 (u, v) = I AMg (u, v) exp (-jP y v) + I AG (u, v) exp (-j
P y v) + I AYe (u, v) + I ACy (u, v) I Y2 (u, v) = I AMg (u, v) + I AG (u, v) + I AYe (u, v) ex
p (-jP y v) + I ACy (u, v) exp (-jP y v) (where u is the horizontal angular spatial frequency, v is the vertical angular spatial frequency, and j is an imaginary number), First and second
The luminance signal spectrum of the field is Y 1 (u, v) = I Y1 (u, v) * {S O (u, v) (1 + exp (-jP x u)) (1 + exp (-j2P y v))} = I Y1 (u, v) * {S O (u, v) 4exp (-jP x u / 2) exp (-jP y v) ・ cos (P x u / 2) cos (P y v)} ( 4) Y 2 (u, v) = I Y2 (u, v) * {S O (u, v) exp (-jP y v) (1 + exp (-jP x u)) ・ (1 + exp (-j2P y v ))} = I Y2 (u, v) * {S O (u, v) 4exp (-jP x u / 2) exp (-j2P y v) ・ cos (P x u / 2) cos (P y v )} (5) Where S O (u, v) is the basic sampling sequence S
In the spectrum of O (x, y), S O (u, v) = (1 / 8P x P y ) Σ m Σ n δ (u −2πm / 2
p x , v−2πn / 4P y ). The * symbol represents convolution integral.
【0030】(4)式および(5)式から、輝度信号ス
ペクトルは、1/2Px、1/4Py、3/4Pyの成
分が消滅し、また0、1/Px、1/Pyの所で(IY1
(u,v)+IY2(u,v))スペクトルがコンボルートされ
(コンボルーション積分)、1/2Pyの所で(I
Y1(u,v)−IY2(u,v))スペクトルがコンボルートされ
ることが分かる。したがって、この輝度信号スペクトル
は図5に示されるようなものとなる。なお図5におい
て、横軸は水平方向における空間周波数、縦軸は垂直方
向における空間周波数である。From the expressions (4) and (5), the components of 1 / 2Px, 1 / 4Py, and 3 / 4Py disappear in the luminance signal spectrum, and (0, 1 / Px, 1 / Py) I Y1
(u, v) + I Y2 (u, v)) The spectrum is convoluted (convolution integral), and at (1 / 2Py) (I
It can be seen that the Y1 (u, v) -I Y2 (u, v)) spectrum is combo rooted. Therefore, the luminance signal spectrum is as shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis is the spatial frequency in the horizontal direction, and the vertical axis is the spatial frequency in the vertical direction.
【0031】この図に示されるように、水平方向に関し
ては、1/Pxの所において(IY1(u,v)+IY2(u,
v))の信号の側帯波成分が現れ、垂直方向に関して
は、1/2Pyの所において(IY1(u,v)−IY2(u,
v))の信号の側帯波成分が現れる。なお、この1/2
Pyの所の側帯波成分の振幅は小さく、像の分布I
A (x,y) がフラット(一様)等のようにv=2πm/P
y(mは整数)の周波数の場合や、Mg+GとYe+C
yの値が等しい場合には、IY1=IY2となるので、この
側帯波成分は消滅する。As shown in this figure, in the horizontal direction, (I Y1 (u, v) + I Y2 (u,
v)) signal sideband components appear, and (I Y1 (u, v) −I Y2 (u,
The sideband component of the v)) signal appears. In addition, this 1/2
The amplitude of the sideband component at Py is small, and the image distribution I
As A (x, y) is flat (uniform), v = 2πm / P
In case of frequency of y (m is an integer), Mg + G and Ye + C
When the values of y are equal, I Y1 = I Y2 , so this sideband component disappears.
【0032】R信号のスペクトルも、輝度信号の場合と
同様にして求められる。すなわち、第1および第2のC
CD22、23の各画素の出力が等しいと仮定し、第1
および第2フィールドのR信号成分を、
IR1(u,v)=IAMg (u,v)exp(-jPy v)−αIAG(u,v) ex
p( -jPy v)+IAYe (u,v)−αIACy (u,v)
IR2(u,v) =IAMg (u,v)−αIAG(u,v) +IAYe (u,v)
exp(-jPy v)−αIACy(u,v)exp(-jPy v)
とおくと、第1および第2フィールドのR信号のスペク
トルは、
R1(u,v)=IR1(u,v)*{SO (u,v)(1+exp( -jPxu))(1+exp(-j2Pyv)) }
=IR1(u,v)*{SO (u,v)4exp( -jPxu/2)exp(-jPyv)
・cos( Pxu/2)cos(Pyv)} (6)
R2(u,v)=IR2(u,v)*{SO (u,v)exp(-jPyv)(1+exp( -jPxu))
・ (1+exp(-j2Pyv))}
=IR2(u,v)*{SO (u,v)4exp( -jPxu/2)exp(-j2Pyv)
・cos( Pxu/2)cos( Pyv)} (7)
となる。The spectrum of the R signal is also obtained in the same manner as the case of the luminance signal. That is, the first and second C
Assuming that the output of each pixel of CD22 and CD23 is equal,
And R signal component of the second field as I R1 (u, v) = I AMg (u, v) exp (-jP y v) −α I AG (u, v) ex
p (-jP y v) + I AYe (u, v) -αI ACy (u, v) I R2 (u, v) = I AMg (u, v) -αI AG (u, v) + I AYe (u, v)
exp (-jP y v) −αI ACy (u, v) exp (-jP y v), the spectrum of the R signal in the first and second fields is R 1 (u, v) = I R1 ( u, v) * {S O (u, v) (1 + exp (-jP x u)) (1 + exp (-j2P y v))} = I R1 (u, v) * {S O (u, v) 4exp (-jP x u / 2) exp (-jP y v) ・ cos (P x u / 2) cos (P y v)} (6) R 2 (u, v) = I R2 (u, v) * {S O (u, v) exp (-jP y v) (1 + exp (-jP x u)) · (1 + exp (-j2P y v))} = I R2 (u, v) * {S O (u, v) 4exp (-jP x u / 2) exp (-j2P y v) · cos (P x u / 2) cos (P y v)} and comprising (7).
【0033】(6)式および(7)式から理解されるよ
うに、R信号のスペクトルは輝度信号と同じ所に現れる
(図6(a))。また像の分布IA (x,y) がフラット等
のようにv=2πm/Py(mは整数)の周波数の場合
や、Mg−αGとYe−αCyの値が等しい場合には、
IR1=IR2となるので、輝度信号と同様に、インターレ
ースによって1/2Pyの成分も消滅する。As understood from the equations (6) and (7), the spectrum of the R signal appears at the same place as the luminance signal (FIG. 6 (a)). Further, when the image distribution I A (x, y) has a frequency of v = 2πm / Py (m is an integer) such as flat, or when the values of Mg−αG and Ye−αCy are equal,
Since I R1 = I R2 , the 1/2 Py component disappears due to the interlacing as well as the luminance signal.
【0034】B信号のスペクトルも、輝度信号の場合と
同様にして求められる。すなわち、第1および第2のC
CD22、23の各画素の出力が等しいと仮定し、第1
および第2フィールドのB信号成分を、
IB1(u,v)=IAMg (u,v)exp(-jPyv)−βIAG(u,v)exp
(-jPyv)−βIAYe(u,v)+IACy(u,v)
IB2(u,v) =IAMg(u,v) −βIAG(u,v)−βIAYe(u,v)
exp(-jPyv)+IACy (u,v)exp(-jPyv)
とおくと、第1および第2フィールドのB信号のスペク
トルは、
B1(u,v)=IB1(u,v)*{SO (u,v)(1+exp( -jPxu))(1+exp(-j2Pyv)) }
=IB1(u,v)*{SO (u,v) 4exp( -jPxu/2)exp( -jPyv)
・cos( Pxu/2)cos( Pyv)} (8)
B2(u,v)=IB2(u,v)*{SO (u,v) exp( -jPyv )( 1+exp( -jPxu))
・ (1+exp(-j2Pyv)) }
=IB2(u,v)*{SO (u,v) 4exp( -jPxu/2)exp(-j2Pyv)
・cos( Pxu/2)cos( Pyv)} (9)
となる。The spectrum of the B signal is also obtained in the same manner as the case of the luminance signal. That is, the first and second C
Assuming that the output of each pixel of CD22 and CD23 is equal,
And the B signal component of the second field, I B1 (u, v) = I AMg (u, v) exp (-jP y v) −βI AG (u, v) exp
(-jP y v) −βI AYe (u, v) + I ACy (u, v) I B2 (u, v) = I AMg (u, v) −βI AG (u, v) −βI AYe (u, v)
If exp (-jP y v) + I ACy (u, v) exp (-jP y v) is set, the spectrum of the B signal in the first and second fields is B 1 (u, v) = I B1 (u , v) * {S O (u, v) (1 + exp (-jP x u)) (1 + exp (-j2P y v))} = I B1 (u, v) * {S O (u, v) 4exp ( -jP x u / 2) exp (-jP y v) -cos (P x u / 2) cos (P y v)} (8) B 2 (u, v) = I B2 (u, v) * { S O (u, v) exp (-jP y v) (1 + exp (-jP x u)) ・ (1 + exp (-j2P y v))} = I B2 (u, v) * {S O (u, v ) 4exp (-jP x u / 2 ) exp (-j2P y v) · cos (P x u / 2) cos (P y v)} is (9).
【0035】(8)式および(9)式から理解されるよ
うに、B信号もR信号と同様に、輝度信号と同じ所にス
ペクトルが現れる(図6(b))。また像の分布I
A (x,y)がフラット等のようにv=2πm/Py(mは
整数)の周波数の場合や、Mg−βGと−βYe+Cy
の値が等しい場合には、IB1=IB2となるので、輝度信
号と同様に、インターレースによって1/2Pyの成分
も消滅する。As can be understood from the equations (8) and (9), the spectrum of the B signal appears at the same position as the luminance signal as in the case of the R signal (FIG. 6B). Also the image distribution I
When A (x, y) has a frequency of v = 2πm / Py (m is an integer) such as flat, Mg−βG and −βYe + Cy
When the values are the same, I B1 = I B2 , so that the 1/2 Py component disappears due to the interlacing as well as the luminance signal.
【0036】G信号のスペクトルも、上述したのと同様
にして求められる。すなわち、第1および第2のCCD
22、23の各画素の出力が等しいと仮定し、第1およ
び第2フィールドのB信号成分のスペクトルを、
IG1(u,v) =IY1(u,v) −IR1(u,v) −IB1(u,v)= -
IAMg(u,v)exp(-jPyv)+(1−α−β)IAG(u,v)exp(-jP
y v)+(2−β)IAYe(u,v)+(2−α)IACy(u,v)
IG2(u,v) =IY2(u,v) −IR2(u,v) −IB2(u,v)= -
IAMg (u,v) −(1−α−β)IAG(u,v) +(2−β)I
AYe(u,v)・exp( -jPyv)+(2−α)IACy (u,v)exp(-jP
yv)
とおくと、
G1(u,v)=IG1(u,v)*{SO (u,v)(1+exp( -jPx u))(1+exp(-j2Pyv))}
=IG1(u,v)*{SO (u,v)4exp( -jPxu/2)exp( -jPyv)
・cos( Pxu/2)cos( Pyv)} (10)
G2(u,v)=IG2(u,v)*{SO (u,v)exp(-jPyv )( 1+exp( -jPx u ))
・ (1+exp(-j2Pyv)) }
=IG2(u,v)*{SO (u,v) 4exp( -jPxu/2)exp(-j2Pyv)
・cos( Pxu/2)cos( Pyv)} (11)
となる。The spectrum of the G signal can also be obtained in the same manner as described above. That is, the first and second CCDs
Assuming that the output of each pixel of 22 and 23 is equal, the spectrum of the B signal component of the first and second fields is calculated as I G1 (u, v) = I Y1 (u, v) -I R1 (u, v ) −I B1 (u, v) = −
I AMg (u, v) exp (-jP y v) + (1-α-β) I AG (u, v) exp (-jP
y v) + (2-β) I AYe (u, v) + (2-α) I ACy (u, v) I G2 (u, v) = I Y2 (u, v) -I R2 (u, v) −I B2 (u, v) = −
I AMg (u, v)-(1-α-β) I AG (u, v) + (2-β) I
AYe (u, v) ・ exp (-jP y v) + (2-α) I ACy (u, v) exp (-jP
y v), G 1 (u, v) = I G1 (u, v) * {S O (u, v) (1 + exp (-jP x u)) (1 + exp (-j2P y v) )} = I G1 (u, v) * {S O (u, v) 4exp (-jP x u / 2) exp (-jP y v) ・ cos (P x u / 2) cos (P y v) } (10) G 2 (u, v) = I G2 (u, v) * {S O (u, v) exp (-jP y v) (1 + exp (-jP x u)) ・ (1 + exp (-j2P y v))} = I G2 (u, v) * {S O (u, v) 4exp (-jP x u / 2) exp (-j2P y v) ・ cos (P x u / 2) cos (P y v)} (11).
【0037】(10)式および(11)式から理解され
るように、G信号もR信号およびB信号と同様に、輝度
信号と同じ所にスペクトルが現れる(図6(c))。ま
た像の分布IA (x,y) がフラット等のようにv=2πm
/Py(mは整数)の周波数の場合や、−Mg+(1−
α−β)Gと(2−α)Cyの値が等しい場合には、I
G1=IG2となるので、輝度信号と同様に、インターレー
スによって1/2Pyの成分も消滅する。As can be understood from the equations (10) and (11), a spectrum appears in the G signal at the same place as the luminance signal as in the R signal and the B signal (FIG. 6C). Also, the image distribution I A (x, y) is v = 2πm such as flat.
In the case of the frequency of / Py (m is an integer), -Mg + (1-
If the values of α-β) G and (2-α) Cy are equal, I
Since G1 = I G2 , the 1/2 Py component disappears due to the interlacing as well as the luminance signal.
【0038】次に、図6(a)〜(c)に示される本実
施例による各色信号のスペクトルを、図14に示される
ようなG,R/B方式のフィルタを用いた場合のスペク
トルと比較する。Next, the spectra of the respective color signals according to the present embodiment shown in FIGS. 6A to 6C are compared with the spectra when a G, R / B type filter as shown in FIG. 14 is used. Compare.
【0039】図7は、G,R/B方式のフィルタを用い
た場合のスペクトルを上述したのと同じ手法により解析
した結果を示す。この図に示されるように、R信号およ
びB信号では、側帯波成分が(1/2Px,1/4P
y)の所に現れている。このため、側帯波成分をカット
して色信号の基本波成分を得るために設けられるローパ
スフィルタのカットオフ周波数は、ナイキストの定理に
より、水平方向については1/4Px、垂直方向につい
ては1/8Pyまで制限される。FIG. 7 shows the result of analyzing the spectrum in the case of using the G, R / B type filter by the same method as described above. As shown in this figure, in the R signal and the B signal, the sideband component is (1 / 2Px, 1 / 4P
y). Therefore, according to Nyquist's theorem, the cut-off frequency of the low-pass filter provided to cut the sideband wave component to obtain the fundamental wave component of the color signal is 1 / 4Px in the horizontal direction and 1 / 8Py in the vertical direction. Limited to.
【0040】これに対し、本実施例のように補色市松カ
ラーフィルタを用いた構成によると、図6に示されるよ
うに、各色信号では、側帯波成分が(1/Px,0)と
(1/2Py,0)の所に現れている。したがって、色
信号の基本波成分を得るために設けられるローパスフィ
ルタのカットオフ周波数は、水平方向については1/2
Px、垂直方向については1/4Pyよりも低ければよ
い。すなわち本実施例によれば、ローパスフィルタのカ
ットオフ周波数を、図7の比較例に対して2倍だけ高く
することができ、これにより、CCD22、23による
再現可能な色信号のスペクトル範囲が従来よりも拡大さ
れ、解像度が向上している。On the other hand, according to the structure using the complementary color checkered color filter as in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the sideband components are (1 / Px, 0) and (1 / 2Py, 0). Therefore, the cutoff frequency of the low-pass filter provided to obtain the fundamental wave component of the color signal is 1/2 in the horizontal direction.
Px may be lower than 1/4 Py in the vertical direction. That is, according to the present embodiment, the cutoff frequency of the low-pass filter can be increased by a factor of two as compared with the comparative example of FIG. 7, whereby the spectral range of the color signals reproducible by the CCDs 22 and 23 is the same as the conventional one. It has been enlarged and the resolution has improved.
【0041】なおG信号に関し、本実施例では(0,1
/2Py)の所に側帯波成分が現れているのに対し、比
較例ではこの所に側帯波成分が現れていないが、この垂
直方向の側帯波成分は上述したようにインターレースに
よって消滅するため、実際にはあまり問題とならない。Regarding the G signal, in the present embodiment, (0, 1
/ 2Py), a sideband component appears at the position where the sideband component does not appear at this position in the comparative example, but the sideband component in the vertical direction disappears due to interlacing as described above. It doesn't really matter.
【0042】図8は本実施例と比較例における再現可能
なスペクトル範囲を示している。色信号のスペクトル範
囲は、比較例では破線B1で示されるように1/4Px
までであるが、本実施例では破線B2で示されるように
1/2Pxまで拡大されている。なお、輝度信号のスペ
クトル範囲は、比較例、本実施例ともに、実線S1、S
2で示すように同じである。FIG. 8 shows the reproducible spectral range in this example and the comparative example. In the comparative example, the spectral range of the color signal is ¼ Px as indicated by a broken line B1.
However, in this embodiment, it is enlarged to 1/2 Px as shown by the broken line B2. The spectral range of the luminance signal is shown by the solid lines S1 and S in the comparative example and the present example.
It is the same as indicated by 2.
【0043】次に図9を参照してRGB信号の実際の抽
出方法について説明する。この図の画素配置において、
第1および第2のCCD22、23をそれぞれパラメー
タA、Bで表し、水平方向をパラメータi、垂直方向を
パラメータjで表す。なおこの図において、重ね合わせ
て示された各画素のうち上方に位置するものが第1のC
CD22に対応し、下方に位置するものが第2のCCD
23に対応するものとする。各画素からの信号を、第1
のCCD22に関しては、
VA,i,j =Mg、VA,i+1,j =G
VA,i,j+1=Ye、VA,i+1,j+1 =Cy
VA,i,j+2 =G 、VA,i+1,j+2 =Mg
VA,i,j+3 =Ye、VA,i+1,j+3 =Cy
となるように配置し、第2のCCD23に関しては、
VB,i,j =G 、VB,i+1,j =Mg
VB,i,j+1 =Cy、VB,i+1,j+1 =Ye
VB,i,j+2 =Mg、VB,i+1,j+2 =G
VB,i,j+3 =Cy、VB,i+1,j+3 =Ye
となるように配置する。ここで、i=1,3,5,...;j=1,5,
9,... の値をとるものとする。Next, the actual method of extracting the RGB signals will be described with reference to FIG. In the pixel arrangement of this figure,
The first and second CCDs 22 and 23 are represented by parameters A and B, respectively, the horizontal direction is represented by a parameter i, and the vertical direction is represented by a parameter j. In this figure, among the pixels shown in an overlapping manner, the one located above is the first C
Corresponding to the CD22, the one below is the second CCD
23. The signal from each pixel is
For the CCD 22 of, VA, i, j = Mg, VA, i + 1, j = G VA, i, j + 1 = Ye, VA, i + 1, j + 1 = Cy VA, i, j + 2 = G, VA, i + 1, j + 2 = Mg VA, i, j + 3 = Ye, VA, i + 1, j + 3 = Cy, and for the second CCD 23, VB , i, j = G, VB, i + 1, j = Mg VB, i, j + 1 = Cy, VB, i + 1, j + 1 = Ye VB, i, j + 2 = Mg, VB, i The arrangement is such that + 1, j + 2 = G VB, i, j + 3 = Cy and VB, i + 1, j + 3 = Ye. Where i = 1,3,5, ...; j = 1,5,
It shall take the values of 9, ...
【0044】一回目の走査で第1フィールドの信号すな
わち、
VA,i,j =Mg、VA,i+1,j =G
VA,i,j+2 =G 、VA,i+1,j+2 =Mg
VB,i,j =G 、VB,i+1,j =Mg
VB,i,j+2 =Mg、VB,i+1,j+2 =G
が抽出され、二回目の走査で第2フィールドの信号すな
わち、
VA,i,j+1 =Ye、VA,i+1,j+1 =Cy
VA,i,j+3 =Ye、VA,i+1,j+3 =Cy
VB,i,j+1 =Cy、VB,i+1,j+1 =Ye
VB,i,j+3 =Cy、VB,i+1,j+3 =Ye
が抽出される。In the first scan, the signal of the first field, that is, VA, i, j = Mg, VA, i + 1, j = G VA, i, j + 2 = G, VA, i + 1, j + 2 = Mg VB, i, j = G, VB, i + 1, j = Mg VB, i, j + 2 = Mg, VB, i + 1, j + 2 = G are extracted, and in the second scan Signal of the second field, that is, VA, i, j + 1 = Ye, VA, i + 1, j + 1 = Cy VA, i, j + 3 = Ye, VA, i + 1, j + 3 = Cy VB , i, j + 1 = Cy, VB, i + 1, j + 1 = Ye VB, i, j + 3 = Cy, VB, i + 1, j + 3 = Ye are extracted.
【0045】以上の全画素信号が画像メモリ41〜44
に記憶される。これらの画素信号は、映像処理回路46
に読み出され、演算により奇数フィールドの奇偶数走査
線のi番目の画素に対し、
Ri,k =(VA,i,j +VA,i,j+1 )−α(VB,i,j +VB,i,j+1 )
=(Mg+Ye )−α(G+Cy) (12)
Ri,k+1 =(VB,i,j+2+VA,i,j+3 )−α(VA,i,j+2 + VB,i,j+3)
=(Mg+Ye)−α(G+Cy) (13)
Bi,k =(VA,i,j + VB,i,j+1 )−β(VB,i,j + VA,i,j+1)
=(Mg+Cy)−β(G+Ye) (14)
Bi,k+1 =(VB,i,j+2 +VB,i,j+3 )−β(VA,i,j+2 +VA,i,j+3)
=(Mg+Cy)−β(G+Ye) (15)
Gi,k = (VA,i,j +VA,i,j+1 +VB,i,j +VB,i,j+1)
−pRi,k −qBi,k
=(Mg+Ye+G+Cy)−pRi,k −qBi,k (16)
Gi,k+1 =(VB,i,j+2 +VA,i,j+3 +VA,i,j+2 +VB,i,j+3 )
−pRi,k+1 −qBi,k+1
=(Mg+Ye+G+Cy)−pRi,k+1−qBi,k+1 (17)
のRGB信号が得られる。The above all pixel signals are used as the image memories 41 to 44.
Memorized in. These pixel signals are sent to the video processing circuit 46.
Read out and calculated, for the i-th pixel of the odd-even scan line of the odd field, Ri, k = (VA, i, j + VA, i, j + 1) -α (VB, i, j + VB, i, j + 1) = (Mg + Ye) -α (G + Cy) (12) Ri, k + 1 = (VB, i, j + 2 + VA, i, j + 3) -α (VA, i, j + 2 + VB, i, j + 3) = (Mg + Ye) −α (G + Cy) (13) Bi, k = (VA, i, j + VB, i, j + 1) −β (VB, i, j + VA, i, j + 1) = (Mg + Cy) -β (G + Ye) (14) Bi, k + 1 = (VB, i, j + 2 + VB, i, j + 3) -β (VA, i, j +2 + VA, i, j + 3) = (Mg + Cy) -β (G + Ye) (15) Gi, k = (VA, i, j + VA, i, j + 1 + VB, i, j + VB, i, j + 1) -pRi, k -qBi, k = (Mg + Ye + G + Cy) -pRi, k -qBi, k (16) Gi, k + 1 = (VB, i, j + 2 + VA, i, j + 3 + VA, i, j + 2 + VB, i, j + 3) -pRi, k + 1-qBi, k + 1 = (Mg + Ye + G + Cy) -pRi, k + 1-qBi, k + 1 (17) RGB signal It is obtained.
【0046】同様にして、奇数フィールドの奇偶数走査
線のi+1番目の画素に対し、
Ri+1,k =(VB,i+1,j +VB,i+1,j+1 )−α(VA,i+1,j +VA,i+1,j+1)
=(Mg+Ye)−α(G+Cy) (18)
Ri+1,k+1 = (VA,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 )
−α(VB,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3)
=(Mg+Ye)−α(G+Cy) (19)
Bi+1,k =(VB,i+1,j +VA,i+1,j+1 )−β(VA,i+1,j +VB,i+1,j+1)
=(Mg+Cy)−β(G+Ye) (20)
Bi+1,k+1 =(VA,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3 )
−β(VB,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 )
=(Mg+Cy)−β(G+Ye) (21)
Gi+1,k =(VB,i+1,j +VB,i+1,j+1 +VA,i+1,j +VA,i+1,j+1 )
−pRi+1,k −qBi+1,k
=(Mg+Ye+G+Cy)−pRi+1,k −qBi+1,k (22)
Gi+1,k+1 = (VA,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 +VB,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3 )
−pRi+1,k+1 −qBi+1,k+1
=(Mg+Ye+G+Cy)
− pRi+1,k+1 − qBi+1,k+1 (23)
のRGB信号が得られる。ここで、p,q は(3)式を参
照すれば1であっても良いが、Y成分の値に応じ、適当
に調整できる方が好ましい。Similarly, Ri + 1, k = (VB, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1)-. Alpha. (VA , i + 1, j + VA, i + 1, j + 1) = (Mg + Ye) -α (G + Cy) (18) Ri + 1, k + 1 = (VA, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3) -α (VB, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3) = (Mg + Ye) -α (G + Cy) (19) Bi + 1, k = (VB, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1) -β (VA, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1) = (Mg + Cy) -β (G + Ye) (20) Bi + 1, k + 1 = (VA, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3) -β (VB, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3) = (Mg + Cy) -Β (G + Ye) (21) Gi + 1, k = (VB, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1 + VA, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1) -pRi + 1, k-qBi + 1, k = (Mg + Ye + G + Cy) -pRi + 1, k-qBi + 1, k (22) Gi + 1, k + 1 = (VA, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3 + VB, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3) -pRi + 1, k + 1 -qBi + 1, k + 1 = ( g + Ye + G + Cy) - pRi + 1, k + 1 - qBi + 1, k + RGB signals 1 (23) is obtained. Here, p and q may be 1 by referring to the expression (3), but it is preferable that they can be appropriately adjusted according to the value of the Y component.
【0047】α、β、p、qの定数は、システムコント
ロール回路10において実行されるソフトウェアのパラ
メータを調整することによって定められる。The constants α, β, p and q are determined by adjusting the parameters of the software executed in the system control circuit 10.
【0048】偶数フィールドについては、j+1番目と
j+2番目の画素を組み合わせることにより上記(1
2)〜(23)式と同様な式によりRGB信号が得られ
る。なお、以上の式はガンマ補正を施していないリニア
な演算方法であり、ガンマ補正された信号が画像メモリ
41〜44に記憶されているのであれば、一旦リニアに
変換した後、それらの演算が行われ、その演算後、正規
のガンマ補正が行われる。For an even field, by combining the j + 1th pixel and the j + 2nd pixel, the above (1
RGB signals are obtained by the same equations as in equations (2) to (23). Note that the above equation is a linear calculation method without gamma correction, and if the gamma-corrected signals are stored in the image memories 41 to 44, after linear conversion, those calculations are performed. After the calculation, the normal gamma correction is performed.
【0049】図10は、以上説明したRGB信号の抽出
を実施するための演算回路構成の一例を示し、この回路
は映像信号処理回路46の内部に設けられる。この図に
おいて、第1のCCD22からの出力信号はスイッチ5
1を介して画像メモリ41、42の一方に入力され、第
2のCCD23からの出力信号はスイッチ52を介して
画像メモリ43、44の一方に入力される。スイッチ5
1、52はシステムコントロール回路10の制御によっ
て切り換えられ、第1フィールドの画像信号が入力され
る時、一方の端子51a、52a側に、また第2フィー
ルドの画像信号が入力される時、他方の端子51b、5
2b側にそれぞれ接続される。すなわち画像メモリ4
1、43には第1フィールドの画像信号が格納され、画
像メモリ42、44には第2フィールドの画像信号が格
納される。FIG. 10 shows an example of the arithmetic circuit configuration for carrying out the extraction of the RGB signals described above, and this circuit is provided inside the video signal processing circuit 46. In this figure, the output signal from the first CCD 22 is the switch 5
1 is input to one of the image memories 41 and 42, and the output signal from the second CCD 23 is input to one of the image memories 43 and 44 via the switch 52. Switch 5
1, 52 are switched under the control of the system control circuit 10, and when the image signal of the first field is input, one terminal 51a, 52a side, and when the image signal of the second field is input, the other Terminals 51b, 5
2b side is connected respectively. That is, the image memory 4
The image signals of the first field are stored in 1 and 43, and the image signals of the second field are stored in the image memories 42 and 44.
【0050】画像メモリ41〜44から読み出された信
号は、加算器61〜65、減算器66〜69およびレベ
ルシフト回路71〜76の何れかにおいて、所定の演算
を施され、G信号、R信号およびB信号が求められる。
G信号は直接G端子81から出力されるが、R信号およ
びB信号は、スイッチ53、54を介して、R端子82
あるいはB端子83から出力される。図10の演算回路
による演算は(12)〜(23)式に従ったものであ
り、(12)式を例にとってこの回路の作用を説明す
る。The signals read from the image memories 41 to 44 are subjected to a predetermined calculation in any of the adders 61 to 65, the subtractors 66 to 69 and the level shift circuits 71 to 76, and the G signal and R signal are supplied. The signal and the B signal are sought.
The G signal is directly output from the G terminal 81, but the R signal and the B signal are output via the switches 53 and 54 to the R terminal 82.
Alternatively, it is output from the B terminal 83. The arithmetic operation by the arithmetic circuit of FIG. 10 is in accordance with the expressions (12) to (23), and the operation of this circuit will be described by taking the expression (12) as an example.
【0051】まず、スイッチ51、52はそれぞれ一方
の端子51a、52a側に切り換えられており、画像メ
モリ41には第1フィールドのマゼンタの信号 (VA,i,
j)が格納され、画像メモリ43には第1フィールドのグ
リーンの信号 (VB,i,j)が格納される。次いでスイッチ
51、52が他方の端子51b、52b側に切り換えら
れ、画像メモリ42には第2フィールドのイエローの信
号 (VA,i,j+1)が格納され、画像メモリ44には第2フ
ィールドのシアンの信号 (VB,i,j+1)が格納される。First, the switches 51 and 52 are switched to one of the terminals 51a and 52a, respectively, and the image memory 41 stores the magenta signal (VA, i,
j) is stored, and the green signal (VB, i, j) of the first field is stored in the image memory 43. Then, the switches 51 and 52 are switched to the other terminals 51b and 52b, the yellow signal (VA, i, j + 1) of the second field is stored in the image memory 42, and the second field is stored in the image memory 44. The cyan signal (VB, i, j + 1) of is stored.
【0052】第1フィールドのマゼンタの信号 (VA,i,
j)と第2フィールドのイエローの信号 (VA,i,j+1)は、
加算器61において加算される。また第1フィールドの
グリーンの信号 (VB,i,j)と第2フィールドのシアンの
信号 (VB,i,j+1)は、加算器63において加算される。
加算器61の出力信号はレベルシフト回路74において
係数1を乗じられ、また加算器63の出力信号はレベル
シフト回路73において係数αを乗じられる。減算器6
7では、レベルシフト回路74の出力信号からレベルシ
フト回路73の出力信号が減算され、これにより(1
2)式が実行されたこととなる。この時スイッチ53は
R出力端子側に切り換えられており、このR端子82か
らR信号が出力される。The magenta signal (VA, i, of the first field)
j) and the yellow signal (VA, i, j + 1) of the second field is
It is added in the adder 61. The green signal (VB, i, j) of the first field and the cyan signal (VB, i, j + 1) of the second field are added by the adder 63.
The output signal of the adder 61 is multiplied by the coefficient 1 in the level shift circuit 74, and the output signal of the adder 63 is multiplied by the coefficient α in the level shift circuit 73. Subtractor 6
In 7, the output signal of the level shift circuit 73 is subtracted from the output signal of the level shift circuit 74, and (1
The expression 2) is executed. At this time, the switch 53 is switched to the R output terminal side, and the R signal is output from the R terminal 82.
【0053】なお、レベルシフト回路71〜76におけ
るレベルシフト量は、システムコントロール回路10に
より、演算の内容に応じて制御される。すなわち、レベ
ルシフト回路71〜74は、α、βおよび1のいずれか
に定められ、レベルシフト回路75、76は、pおよび
qのいずれかに定められる。スイッチ53、54は、i
番目の画素の演算の時、図の上側に切り換えられ、i+
1番目の画素の演算の時、図の下側に切り換えられる。The level shift amounts in the level shift circuits 71 to 76 are controlled by the system control circuit 10 according to the contents of the calculation. That is, the level shift circuits 71 to 74 are set to one of α, β and 1, and the level shift circuits 75 and 76 are set to one of p and q. The switches 53 and 54 are i
When calculating the th pixel, switch to the upper side of the figure
When the first pixel is calculated, it is switched to the lower side of the figure.
【0054】図11は補色フィルタの他の実施例を示す
ものである。このフィルタは、シアン(Cy)、イエロ
ー(Ye)およびグリーン(G)から成り、マゼンタを
有していない。このフィルタの場合、B信号、R信号お
よびG信号は、図において破線で囲まれた4画素の信号
から、以下の式により求められる。
B=Cy1 −(G1 +G2 )/2
R=Ye2 −(G1 +G2 )/2
G=(G1 +G2 )/2
なお、ここで添字1は図11の上側の画素信号、添字2
は下側の画素信号を示す。FIG. 11 shows another embodiment of the complementary color filter. This filter consists of cyan (Cy), yellow (Ye) and green (G) and has no magenta. In the case of this filter, the B signal, the R signal, and the G signal are obtained from the signals of the four pixels surrounded by the broken line in the figure by the following formulas. B = Cy 1 − (G 1 + G 2 ) / 2 R = Ye 2 − (G 1 + G 2 ) / 2 G = (G 1 + G 2 ) / 2 where the subscript 1 is the upper pixel signal in FIG. 11. , Subscript 2
Indicates the lower pixel signal.
【0055】この図11のフィルタによっても補色市松
カラーフィルタを用いた場合と同等な効果が得られる
が、特に演算式が簡単になるため、回路構成をさらに簡
単にすることができる。The filter shown in FIG. 11 can also achieve the same effect as when the complementary color checkered color filter is used. However, since the arithmetic expression is particularly simple, the circuit structure can be further simplified.
【0056】以上のように本実施例装置の高解像度モー
ドによれば、色信号の解像度が輝度信号と同等程度まで
高められるので、このような画像信号をコンピュータに
入力して画素単位で画像処理を行った場合であっても、
画質が劣化が目立つという問題はない。また本実施例
は、2板式であって、しかも同じ構成のフィルタ51、
52を用いているため、装置の規模を大きくすることな
く、また簡単かつ安価な回路構成で色信号の解像度を向
上させることができる。As described above, according to the high resolution mode of the apparatus of this embodiment, the resolution of the color signal can be increased to the same level as that of the luminance signal. Therefore, such an image signal is input to the computer and image processing is performed pixel by pixel. Even if you do
There is no problem of noticeable deterioration of image quality. The present embodiment is a two-plate type filter 51 having the same structure,
Since 52 is used, the resolution of the color signal can be improved without increasing the scale of the device and with a simple and inexpensive circuit configuration.
【0057】次に本実施例装置の高感度モードについて
説明する。このモードはモード切換スイッチ49を切り
換えることにより設定される。Next, the high sensitivity mode of the apparatus of this embodiment will be described. This mode is set by switching the mode selector switch 49.
【0058】高解像度モードでは、図4に示すように線
Lで結ばれている4画素によりR信号、B信号およびG
信号が求められるが、高感度モードでは、これらの信号
は図12に示すように線LLで結ばれる8画素により求
められる。この高感度モードにおけるR信号、B信号お
よびG信号の抽出方法は次のようにして行われる。In the high resolution mode, the R signal, the B signal and the G signal are formed by the four pixels connected by the line L as shown in FIG.
Signals are required, but in the high sensitivity mode, these signals are determined by 8 pixels connected by the line LL as shown in FIG. The extraction method of the R signal, the B signal and the G signal in this high sensitivity mode is performed as follows.
【0059】高解像度モードの場合と同様に、図9の画
素配置において、一回目の走査で第1フィールドの信号
すなわち、
VA,i,j =Mg、VA,i+1,j =G
VA,i,j+2 =G 、VA,i+1,j+2 =Mg
VB,i,j =G 、VB,i+1,j =Mg
VB,i,j+2 =Mg、VB,i+1,j+2 =G
が抽出され、二回目の走査で第2フィールドの信号すな
わち、
VA,i,j+1 =Ye、VA,i+1,j+1 =Cy
VA,i,j+3 =Ye、VA,i+1,j+3 =Cy
VB,i,j+1 =Cy、VB,i+1,j+1 =Ye
VB,i,j+3 =Cy、VB,i+1,j+3 =Ye
が抽出される。Similar to the case of the high resolution mode, in the pixel arrangement of FIG. 9, the signal of the first field in the first scanning, that is, VA, i, j = Mg, VA, i + 1, j = G VA, i, j + 2 = G, VA, i + 1, j + 2 = Mg VB, i, j = G, VB, i + 1, j = Mg VB, i, j + 2 = Mg, VB, i + 1, j + 2 = G is extracted, and the signal of the second field in the second scanning, that is, VA, i, j + 1 = Ye, VA, i + 1, j + 1 = Cy VA, i, j + 3 = Ye, VA, i + 1, j + 3 = Cy VB, i, j + 1 = Cy, VB, i + 1, j + 1 = Ye VB, i, j + 3 = Cy, VB, i + 1, j + 3 = Ye is extracted.
【0060】以上の全画素信号が画像メモリ41〜44
(図1)に記憶される。これらの画素信号は、映像処理
回路46に読み出され、演算により奇数フィールドの奇
偶数走査線のi番目の画素に対し、
Ri+0.5,k =(VA,i,j +VA,i,j+1 +VB,i+1,j +VB,i+1,j+1 )
−α(VB,i,j +VB,i,j+1 + VA,i+1,j +VA,i+1,j+1 )
=2(Mg+Ye )−2α(G+Cy) (24)
Ri+0.5,k+1 =(VB,i,j+2 +VA,i,j+3 +VA,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 )
−α(VA,i,j+2 +VB,i,j+3 +VB,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3)
=2(Mg+Ye)−2α(G+Cy) (25)
Bi+0.5,k =(VA,i,j +VB,i,j+1 +VB,i+1,j +VA,i+1,j+1 )
−β(VB,i,j +VA,i,j+1 +VA,i+1,j +VB,i+1,j+1)
=2(Mg+Cy)−2β(G+Ye) (26)
Bi+0.5,k+1 =(VB,i,j+2 +VB,i,j+3 +VA,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3 )
−β(VA,i,j+2 +VA,i,j+3 +VB,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3)
=2(Mg+Cy)−2β(G+Ye) (27)
Gi+0.5,k = (VA,i,j +VA,i,j+1 +VB,i,j +VB,i,j+1
+VB,i+1,j +VB,i+1,j+1 +VA,i+1,j +VA,i+1,j+1)
−pRi+0.5,k −qBi+0.5,k
=2(Mg+Ye+G+Cy)−pRi+0.5,k −qBi+0.5,k (28)
Gi+0.5,k+1 =(VB,i,j+2 +VA,i,j+3 +VA,i,j+2 +VB,i,j+3
+VA,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 +VB,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3 )
−pRi+0.5,k+1 −qBi+0.5,k+1
=2(Mg+Ye+G+Cy)−pRi+0.5,k+1−qBi+0.5,k+1 (29)
のRGB信号が得られる。The above all pixel signals are the image memories 41 to 44.
(FIG. 1). These pixel signals are read out to the video processing circuit 46, and Ri + 0.5, k = (VA, i, j + VA, i, j +) is calculated for the i-th pixel of the odd-even scanning line of the odd field by calculation. 1 + VB, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1) -α (VB, i, j + VB, i, j + 1 + VA, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1 ) = 2 (Mg + Ye) -2α (G + Cy) (24) Ri + 0.5, k + 1 = (VB, i, j + 2 + VA, i, j + 3 + VA, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3) -α (VA, i, j + 2 + VB, i, j + 3 + VB, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3) = 2 (Mg + Ye) -2α ( G + Cy) (25) Bi + 0.5, k = (VA, i, j + VB, i, j + 1 + VB, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1) -β (VB, i, j + VA , i, j + 1 + VA, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1) = 2 (Mg + Cy) -2β (G + Ye) (26) Bi + 0.5, k + 1 = (VB, i, j +2 + VB, i, j + 3 + VA, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3) -β (VA, i, j + 2 + VA, i, j + 3 + VB, i + 1 , j + 2 + VB, i + 1, j + 3) = 2 (Mg + Cy) -2β (G + Ye) (27) Gi + 0.5, k = (VA, i, j + VA, i, j + 1 + VB, i, j + VB, i, j + 1 + VB, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1 + VA, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1) -pRi + 0.5, k-qBi + 0.5, k = 2 (Mg + Ye + G + Cy) -pRi + 0.5, k-qBi + 0.5, k (28) Gi + 0.5, k + 1 = (VB, i, j + 2 + VA, i, j + 3 + VA, i, j + 2 + VB, i, j + 3 + VA, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3 + VB, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3) -pRi + 0.5, k + 1 -qBi + 0.5, k + 1 = 2 (Mg + Ye + G + Cy) -pRi + 0.5, k + 1- An RGB signal of qBi + 0.5, k + 1 (29) is obtained.
【0061】同様にして、奇数フィールドの奇偶数走査
線のi+1+0.5 番目の画素に対し、
Ri+1+0.5,k =(VB,i+1,j +VB,i+1,j+1 +VA,i+2,j +VA,i+2,j+1 )
−α(VA,i+1,j +VA,i+1,j+1 VB,i+2,j +VB,i+2,j+1 )
=2(Mg+Ye )−2α(G+Cy) (30)
Ri+1+0.5,k+1 =( VA,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 +VB,i+2,j+2 +VA,i+2,j+3)
−α(VB,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3 +VA,i+2,j+2 +VB,i+2,j+3)
=2(Mg+Ye)−2α(G+Cy) (31)
Bi+1+0.5,k =(VB,i+1,j +VA,i+1,j+1 +VA,i+2,j +VB,i+2,j+1 )
−β(VA,i+1,j +VB,i+1,j+1 +VB,i+2,j +VA,i+2,j+1)
=2(Mg+Cy)−2β(G+Ye) (32)
Bi+1+0.5,k+1 =( VA,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3 +VB,i+2,j+2 +VB,i+2,j+3)
−β(VB,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 +VA,i+2,j+2 +VA,i+2,j+3)
=2(Mg+Cy)−2β(G+Ye) (33)
Gi+1+0.5,k = (VB,i+1,j +VB,i+1,j+1 +VA,i+1,j +VA,i+1,j+1
+VA,i+2,j +VB,i+2,j+1 +VB,i+2,j +VB,i+2,j+1)
−pRi+1.5,k −qBi+1.5,k
=2(Mg+Ye+G+Cy)−pRi,k −qBi,k (34)
Gi+1+0.5,k+1 =(VA,i+1,j+2 +VB,i+1,j+3 +VB,i+1,j+2 +VA,i+1,j+3
+VB,i+2,j+3 +VA,i+2,j+3 +VA,i+2,j+2 +VB,i+2,j+3 )
−pRi+1.5,k+1 −qBi+1.5,k+1
=2(Mg+Ye+G+Cy)−pRi+1.5,k+1−qBi+1.5,k+1 (35)
のRGB信号が得られる。高解像度モードと同様に、p,
q は(3)式を参照すれば1であっても良いが、Y成分
の値に応じ、適当に調整できる方が好ましい。Similarly, Ri + 1 + 0.5, k = (VB, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1 + VA) for the i + 1 + 0.5th pixel of the odd-even scanning line in the odd field , i + 2, j + VA, i + 2, j + 1) -α (VA, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1 VB, i + 2, j + VB, i + 2, j + 1) = 2 (Mg + Ye) -2α (G + Cy) (30) Ri + 1 + 0.5, k + 1 = (VA, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3 + VB, i + 2, j + 2 + VA, i + 2, j + 3) -α (VB, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3 + VA, i + 2, j + 2 + VB, i + 2, j +3) = 2 (Mg + Ye) -2α (G + Cy) (31) Bi + 1 + 0.5, k = (VB, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1 + VA, i + 2, j + VB, i + 2, j + 1) -β (VA, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1 + VB, i + 2, j + VA, i + 2, j + 1) = 2 (Mg + Cy)- 2β (G + Ye) (32) Bi + 1 + 0.5, k + 1 = (VA, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3 + VB, i + 2, j + 2 + VB, i + 2 , j + 3) −β (VB, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3 + VA, i + 2, j + 2 + VA, i + 2, j + 3) = 2 (Mg + Cy) -2β (G + Ye) (33) Gi + 1 + 0.5 , k = (VB, i + 1, j + VB, i + 1, j + 1 + VA, i + 1, j + VA, i + 1, j + 1 + VA, i + 2, j + VB, i + 2, j +1 + VB, i + 2, j + VB, i + 2, j + 1) -pRi + 1.5, k-qBi + 1.5, k = 2 (Mg + Ye + G + Cy) -pRi, k-qBi, k (34) Gi + 1 + 0.5, k + 1 = (VA, i + 1, j + 2 + VB, i + 1, j + 3 + VB, i + 1, j + 2 + VA, i + 1, j + 3 + VB, i + 2, j + 3 + VA, i + 2, j + 3 + VA, i + 2, j + 2 + VB, i + 2, j + 3) -pRi + 1.5, k + 1 -qBi + 1.5, k + 1 = 2 ( Mg + Ye + G + Cy) -pRi + 1.5, k + 1-qBi + 1.5, k + 1 (35) RGB signals are obtained. Similar to high resolution mode, p,
Although q may be 1 by referring to the expression (3), it is preferable that q can be appropriately adjusted according to the value of the Y component.
【0062】α、β、p、qの定数は、システムコント
ロール回路10において実行されるソフトウェアのパラ
メータを調整することによって定められる。The constants α, β, p and q are determined by adjusting the parameters of software executed in the system control circuit 10.
【0063】偶数フィールドについては、j+1番目と
j+2番目の画素を組み合わせることにより上記(2
4)〜(35)式と同様な式によりRGB信号が得られ
る。なお高解像度モードと同様に、以上の式はガンマ補
正を施していないリニアな演算方法であり、ガンマ補正
された信号が画像メモリ41〜44に記憶されているの
であれば、一旦リニアに変換した後、それらの演算が行
われ、その演算後、正規のガンマ補正が行われる。For an even field, by combining the (j + 1) th pixel and the (j + 2) th pixel, the above (2
RGB signals are obtained by the same equations as 4) to (35). Similar to the high resolution mode, the above equation is a linear calculation method without gamma correction, and if the gamma-corrected signals are stored in the image memories 41 to 44, they are once converted into linear. After that, those calculations are performed, and after the calculations, regular gamma correction is performed.
【0064】図13は高解像度モードおよび高感度モー
ドにおいて用いられる画素を比較したものである。この
図において、水平方向をパラメータi、垂直方向をパラ
メータjで表すと、高解像度モードでは、図13(a)
に示すように、第1のCCDの2つの画素Ai,j 、A
i,j+1 と、第2のCCDの2つの画素Bi,j 、Bi,j+1
とに基づいて、符号KAで示す位置の画素信号が得られ
る。この画素信号KAは、i番目の画素と同じ列に位置
している。これに対し高感度モードでは、図13(b)
に示すように、第1のCCDの4つの画素Ai,j 、A
i,j+1 、Ai+1,j 、Ai+1,j+1 と、第2のCCDの4つ
の画素Bi,j 、Bi,j+1 、Bi+1,j 、Bi+1,j+1 とに基
づいて、符号KBで示す位置の画素信号が得られる。こ
の画素信号KBは、i番目の画素と(i+1)番目の画
素の中間の列に位置している。すなわち、高感度モード
の各画素信号の水平方向位置は高解像度モードの各画素
信号の水平方向位置よりも 0.5画素だけずれており、し
たがって(24)式〜(35)式における水平方向を示
す添字(i+0.5,i+1+0.5...)は(12)式〜(23)式
における水平方向を示す添字(i,i+1...)に 0.5だけ加
算されている。FIG. 13 compares the pixels used in the high resolution mode and the high sensitivity mode. In this figure, when the horizontal direction is represented by the parameter i and the vertical direction is represented by the parameter j, in the high resolution mode, the result is as shown in FIG.
, Two pixels A i, j , A of the first CCD
i, j + 1 and two pixels B i, j , B i, j + 1 of the second CCD
Based on and, the pixel signal at the position indicated by the symbol KA is obtained. This pixel signal KA is located in the same column as the i-th pixel. On the other hand, in the high sensitivity mode, FIG.
, The four pixels A i, j , A of the first CCD
i, j + 1 , A i + 1, j , A i + 1, j + 1 and four pixels B i, j , B i, j + 1 , B i + 1, j of the second CCD Based on B i + 1, j + 1 , the pixel signal at the position indicated by the reference KB is obtained. This pixel signal KB is located in the middle column between the i-th pixel and the (i + 1) -th pixel. That is, the horizontal position of each pixel signal in the high-sensitivity mode is deviated from the horizontal position of each pixel signal in the high-resolution mode by 0.5 pixel. Therefore, the subscripts indicating the horizontal direction in formulas (24) to (35) are given. (I + 0.5, i + 1 + 0.5 ...) is added by 0.5 to the subscripts (i, i + 1 ...) indicating the horizontal direction in the expressions (12) to (23).
【0065】また図13に明示されるように、高解像度
モードの1つの画素信号KAは4つの画素に基づいて得
られ、高感度モードの1つの画素信号KBは8つの画素
信号に基づいて得られる。したがって、高感度モードの
画素信号KBに対応したフォトダイオードへの入射光量
は高解像度モードの画素信号KAに対応したフォトダイ
オードへの入射光量の2倍となり、撮影レンズのF値を
上げることなく、感度の高い画像を得ることができる。
また、高感度モードにおいて入射光量が高解像度モード
の2倍であることは、(12)式〜(23)式と比較し
て、(24)式〜(35)式の各最後の辺において計数
2が掛かっていることからも理解される。Further, as clearly shown in FIG. 13, one pixel signal KA in the high resolution mode is obtained based on four pixels, and one pixel signal KB in the high sensitivity mode is obtained based on eight pixel signals. To be Therefore, the amount of light incident on the photodiode corresponding to the pixel signal KB in the high-sensitivity mode is twice the amount of light incident on the photodiode corresponding to the pixel signal KA in the high-resolution mode, without increasing the F value of the taking lens. An image with high sensitivity can be obtained.
In addition, the fact that the amount of incident light in the high-sensitivity mode is twice that in the high-resolution mode is counted in each of the last sides of the equations (24) to (35) as compared with the equations (12) to (23). It can be understood from the fact that 2 is applied.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な回
路構成によって色解像度を高めることができ、コンピュ
ータ等で画像処理を行っても画質が低下することがない
という効果が得られる。また本発明によれば、撮影レン
ズのF値を上げることなく、感度の高い撮像を行うこと
ができるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, it is possible to increase the color resolution with a simple circuit configuration, and it is possible to obtain the effect that the image quality does not deteriorate even when image processing is performed by a computer or the like. Further, according to the present invention, it is possible to obtain an effect that high-sensitivity imaging can be performed without increasing the F value of the taking lens.
【図1】本発明の一実施例を適用したスチルビデオカメ
ラの回路構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a still video camera to which an embodiment of the present invention is applied.
【図2】第1および第2のCCDの受光面上に設けられ
たカラーフィルタの配列を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an array of color filters provided on the light receiving surfaces of the first and second CCDs.
【図3】第1および第2のCCDの出力信号に関し、対
応する画素同士を重ね合わせた状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which corresponding pixels are overlapped with each other regarding output signals of the first and second CCDs.
【図4】第1および第2フィールドにおける色信号の高
解像度モードによる抽出方法を説明するための図であ
る。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of extracting color signals in the first and second fields in a high resolution mode.
【図5】実施例における輝度信号のスペクトル分布を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a spectral distribution of a luminance signal in the example.
【図6】実施例における色信号のスペクトル分布を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing a spectral distribution of color signals in the example.
【図7】比較例における色信号のスペクトル分布を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing a spectral distribution of color signals in a comparative example.
【図8】比較例と実施例における再現可能なスペクトル
の範囲を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a reproducible spectrum range in a comparative example and an example.
【図9】実施例における色信号の抽出方法を説明するた
めの図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a color signal extraction method according to the embodiment.
【図10】映像信号処理回路の構成例を示す回路図であ
る。FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of a video signal processing circuit.
【図11】補色カラーフィルタの他の例を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing another example of complementary color filters.
【図12】第1および第2フィールドにおける色信号の
高感度モードによる抽出方法を説明するための図であ
る。FIG. 12 is a diagram for explaining a method of extracting color signals in the first and second fields in a high sensitivity mode.
【図13】高解像度モードと高感度モードにおいて画素
信号を得るために用いられる画素を比較した図である。FIG. 13 is a diagram comparing pixels used to obtain pixel signals in a high resolution mode and a high sensitivity mode.
【図14】従来の2板式撮像装置に設けられるカラーフ
ィルタを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a color filter provided in a conventional two-plate type imaging device.
21、22 CCD 51、52 フィルタ 21, 22 CCD 51,52 Filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−244610(JP,A) 特開 平6−86301(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/04 - 9/11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-244610 (JP, A) JP-A-6-86301 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 9/04-9/11
Claims (7)
素分光特性を有し、画素分光特性が相互に1画素分水平
方向にずれている第1および第2のイメージセンサと、 垂直方向に並ぶ2画素について第1および第2のイメー
ジセンサから得られる合計4画素の信号に基づいて、1
画素のR信号、G信号およびB信号を抽出する第1の色
信号抽出手段と、 水平方向および垂直方向にそれぞれ2画素ずつ並べて成
る4画素について第1および第2のイメージセンサから
得られる合計8画素の信号に基づいて、1画素のR信
号、G信号およびB信号を抽出する第2の色信号抽出手
段と、 第1および第2の色信号抽出手段の一方を選択して作動
させる制御手段とを備えたことを特徴とする2板式撮像
装置。1. A first image sensor and a second image sensor, which have regularly-changing complementary color difference line-sequential pixel spectral characteristics and in which the pixel spectral characteristics are offset from each other by one pixel in the horizontal direction, and in the vertical direction. Based on signals of a total of 4 pixels obtained from the first and second image sensors for 2 pixels arranged in
First color signal extraction means for extracting the R signal, G signal and B signal of the pixel, and a total of 8 pixels obtained from the first and second image sensors for 4 pixels in which 2 pixels are arranged in each of the horizontal direction and the vertical direction Second color signal extracting means for extracting the R signal, G signal and B signal of one pixel, and control means for selecting and operating one of the first and second color signal extracting means based on the signal of the pixel. And a two-plate type image pickup device.
構成を有することを特徴とする請求項1の2板式撮像装
置。2. The two-plate type image pickup device according to claim 1, wherein the first and second image sensors have the same configuration.
光面の上に補色カラーフィルタを有することを特徴とす
る請求項1の2板式撮像装置。3. The two-plate type image pickup device according to claim 1, wherein the first and second image sensors have complementary color filters on the light receiving surface.
タであることを特徴とする請求項3の2板式撮像装置。4. The two-plate type image pickup device according to claim 3, wherein the color filter is a complementary color checkered color filter.
信号、G信号およびB信号を抽出するために用いる4画
素は、マゼンタ、シアン、イエローおよびグリーンの4
つの異なる色フィルタ要素を有するように、また前記第
2の色信号抽出手段が1画素のR信号、G信号およびB
信号を抽出するために用いる8画素は、マゼンタ、シア
ン、イエローおよびグリーンの4つの異なる色フィルタ
要素を有する画素を2つずつ有するように、前記カラー
フィルタが構成されていることを特徴とする請求項4の
2板式撮像装置。5. The first color signal extraction means is one pixel of R
The four pixels used to extract the signal, the G signal, and the B signal are magenta, cyan, yellow, and green.
Two different color filter elements, and the second color signal extraction means has one pixel of the R signal, the G signal and the B signal.
The color filter is configured such that eight pixels used for extracting a signal have two pixels each having four different color filter elements of magenta, cyan, yellow, and green. Item 2. A two-panel image pickup device.
素分光特性を有し、画素分光特性が相互に1画素分水平
方向にずれている第1および第2のイメージセンサと、 前記第1および第2のイメージセンサの相互に光学的に
等しい位置における、垂直方向に並ぶ2画素ずつの合計
4画素から得られる信号に基づいて1画素のR信号、G
信号およびB信号を生成する第1の色信号生成手段と、 前記第1および第2のイメージセンサの相互に光学的に
等しい位置における、水平方向および垂直方向に並ぶ4
画素ずつの合計8画素から得られる信号に基づいて1画
素のR信号、G信号およびB信号を生成する第1の色信
号生成手段と、 前記第1および第2の色信号生成手段の一方を選択して
作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする2板式
撮像装置。6. A first image sensor and a second image sensor, which have regularly-changing complementary color difference line-sequential pixel spectral characteristics and in which the pixel spectral characteristics are horizontally offset from each other by one pixel. An R signal of one pixel, a G signal of one pixel based on a signal obtained from a total of four pixels of two pixels arranged in the vertical direction at positions where the first and second image sensors are optically equal to each other.
First color signal generating means for generating a signal and a B signal, and the first and second image sensors are arranged in a horizontal direction and a vertical direction 4 at positions which are optically equal to each other.
A first color signal generation means for generating an R signal, a G signal, and a B signal of one pixel based on signals obtained from a total of eight pixels for each pixel; and one of the first and second color signal generation means. A two-plate type image pickup device, comprising: a control unit that selects and operates.
素分光特性を有し、画素分光特性が相互に1画素分水平
方向にずれている第1および第2のイメージセンサと、 前記第1および第2のイメージセンサの相互に光学的に
等しい位置における、垂直方向に並ぶ2画素ずつの合計
4画素から得られる信号に基づいて1画素のR信号、G
信号およびB信号を生成する第1の色信号生成手段と、 前記第1の色信号生成手段において利用される前記2画
素にそれぞれ隣接する、前記第1および第2のイメージ
センサにおける垂直方向に並ぶ2画素ずつの合計4画素
と、前記第1の色信号生成手段において利用される前記
4画素とを合わせた合計8画素から得られる信号に基づ
いて1画素のR信号、G信号およびB信号を生成する第
2の色信号生成手段と、 前記第1および第2の色信号生成手段の一方を選択して
作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする2板式
撮像装置。7. A first image sensor and a second image sensor, which have regularly-changing complementary color difference line-sequential pixel spectral characteristics, and in which the pixel spectral characteristics are horizontally offset from each other by one pixel. An R signal of one pixel, a G signal of one pixel based on a signal obtained from a total of four pixels of two pixels arranged in the vertical direction at positions where the first and second image sensors are optically equal to each other.
A first color signal generating unit that generates a signal and a B signal, and the first and second image sensors that are respectively adjacent to the two pixels used in the first color signal generating unit are arranged in the vertical direction. An R signal, a G signal, and a B signal of one pixel are obtained based on a signal obtained from a total of 8 pixels including a total of 4 pixels of 2 pixels and the 4 pixels used in the first color signal generation unit. A two-plate type image pickup device comprising: a second color signal generating means for generating; and a control means for selecting and operating one of the first and second color signal generating means.
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---|---|---|---|
JP02749794A JP3406674B2 (en) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | Two-chip imaging device |
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JPH07222179A JPH07222179A (en) | 1995-08-18 |
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