JP3203031B2

JP3203031B2 - ビデオカメラ

Info

Publication number: JP3203031B2
Application number: JP03682192A
Authority: JP
Inventors: 幸夫森; 治彦村田; 章弘前中; 正男宅間; 徹山本; 聖肇川上; 徹朝枝
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JPH05236312A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子(ＣＣＤ)を
具えたビデオカメラに関し、特に、電気的な処理によっ
て所謂ストロボ残像画を生成出来るビデオカメラに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、据置き型のビデオテープレコーダ
(ＶＴＲ)においては、種々の特殊再生モードが実現可能
となっており、その一つに、図８に示す様なストロボ残
像画生成モードがある。図８の例は、振り子の動きをス
トロボ残像画として生成したものであって、１画面内に
過去から現在に亘る複数の残像が時間間隔をおいて離散
的に映出されている。

【０００３】一方、ビデオカメラ、特にＶＴＲが一体と
なったカメラ一体型ＶＴＲにおいては、装置の小形化に
対する要求が強く、機能の多様化よりも回路構成の簡略
化が優先されている。又、ビデオカメラにおいては、撮
像信号に含まれるノイズを除去した上で、所定フォーマ
ットの映像信号を作成する要請があり、このために例え
ばフィールドメモリを用いた巡回型デジタルノイズリダ
クション回路が装備される(日刊工業新聞社「画像のデ
ィジタル信号処理」第115〜118頁参照)。

【０００４】従って、ビデオカメラにおいては、ストロ
ボ残像画生成モードを実現する為に、前記ノイズリダク
ション用のフィールドメモリ以外に、ストロボ残像画生
成のための大規模なメモリや制御回路が必要となり、ビ
デオカメラでは実用化に至っていなかった。

【０００５】本発明の目的は、簡易な回路構成によって
ストロボ残像画生成モード等の各種モードの実現が可能
なビデオカメラを提供することである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、巡
回型デジタルノイズリダクション回路をストロボ残像画
の生成に利用し、回路構成の簡略化を図るのである。

【０００７】本発明に係るビデオカメラは、図１に示す
如く、固体撮像素子の出力をデジタル撮像信号に変換
し、該撮像信号に基づいて所定フォーマットの映像信号
を作成するビデオカメラにおいて、固体撮像素子(１)に
対して電荷読出し制御信号を発するタイミング回路(15)
と、固体撮像素子出力をデジタル撮像信号に変換するＡ
／Ｄ変換器(３)と、Ａ／Ｄ変換器(３)から出力されるデ
ジタル撮像信号に１以下の第１係数Ｋを乗じた信号と、
フィールドメモリ(10)から読み出されたデジタル撮像信
号に第２係数(１−Ｋ)を乗じた信号とを加算して、加算
結果をフィールドメモリ(10)に格納する巡回型デジタル
ノイズリダクション回路(９)と、前記第１及び第２係数
を発生してノイズリダクション回路(９)へ供給する係数
発生回路(８)と、前記ノイズリダクション回路(９)のフ
ィールドメモリ(10)に対する書込み及び読出しを制御す
るフィールドメモリ制御回路(11)と、前記ノイズリダク
ション回路(９)の出力信号に基づき、所定フォーマット
の映像信号を作成して出力するカメラ信号処理回路と、
前記タイミング回路(15)、係数発生回路(８)及びフィー
ルドメモリ制御回路(11)の動作を可変設定するシステム
制御手段とを備え、前記フィールドメモリ制御回路(11)
は、２以上の所定フィールド毎に、最初のフィールド期
間において前記第１係数Ｋを所定の小数値ｋ（０＜ｋ＜
１）に設定し、前記フィールドメモリ(10)に対する書込
み及び読出しを行うと共に、残りのフィールド期間にお
いて前記第１係数Ｋを０に設定し、前記フィールドメモ
リ(10)に対する読出しを行う。

【０００８】

【作用】モード選択信号として、本実施例では、ノーマ
ルモード、ノイズリダクションモード及びストロボ残像
画生成モードを夫々選択する信号が含まれる。

【０００９】ノイズリダクションモード(図４)では、係
数発生回路(８)によって、奇数フィールド或いは偶数フ
ィードの何れか一方のフィールド期間だけ第１係数Ｋが
任意の小数値ｋ(０＜ｋ＜１)、他方のフィールド期間に
は第１係数Ｋが０に切換え設定される。又、前記一方の
フィールド期間には、フィールドメモリ(10)に対して信
号の読出しと書込みが同時に行なわれ、前記他方のフィ
ールド期間には、フィールドメモリ(10)に対して信号の
書込みは行なわれず、信号の読出しのみが行なわれる。
この結果、巡回型デジタルノイズリダクション回路(９)
によって、前記一方のフィールド期間のデジタル撮像信
号のみに基づくノイズリダクション処理が施されて、該
回路の出力信号がカメラ信号処理回路へ送出される。

【００１０】ストロボ残像画生成モード(図６)では、係
数発生回路(８)によって、複数フィールド期間の周期Ｔ
で、該周期Ｔ内の最初のフィールド期間だけ第１係数Ｋ
が任意の小数値ｋ(０＜ｋ＜１)、該周期内の残りのフィ
ールド期間には第１係数Ｋが０に切換え設定される。
又、前記最初のフィールド期間には、フィールドメモリ
(10)に対して信号の読出しと書込みが同時に行なわれ、
前記残りのフィールド期間には、フィールドメモリ(10)
に対して信号の書込みは行なわれず、信号の読出しのみ
が行なわれる。この結果、前記複数フィールド期間の周
期Ｔで巡回型デジタルノイズリダクション回路(９)の出
力信号が変化し、各周期Ｔの出力信号には、その直前の
周期の出力信号に第２係数(１−Ｋ)を乗算した成分が含
まれることになり、これによってストロボ残像画が生成
される。

【００１１】

【発明の効果】本発明に係るビデオカメラによれば、巡
回型デジタルノイズリダクション回路が本来のノイズリ
ダクション機能以外に、ストロボ残像画等の生成にも利
用されるから、回路構成を複雑化することなく、ストロ
ボ残像画生成モード等の特殊モードが実現される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。図１に示す如くビデオカメラには、撮像装
置として、周知のカラーフィルター(図示省略)を具えた
ＣＣＤ(１)が装備され、該ＣＣＤ(１)の出力は、ノイズ
除去回路(２)にて相関２重サンプリングによるノイズ除
去処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器(３)を経てデジタル
信号に変換される。

【００１３】Ａ／Ｄ変換器(３)の出力信号(ＣＣＤ出力
信号)は、時間軸方向の巡回型フィルタであるデジタル
ノイズリダクション回路(９)、カメラ信号処理回路を構
成する垂直補間処理回路(12)及びカメラプロセス回路(1
3)を経て、後段回路へ所定フォーマットの映像信号(Ｒ
ＧＢ信号或いは、輝度信号及び色差信号)として出力さ
れる。

【００１４】前記巡回型デジタルノイズリダクション回
路(９)に対しては、係数発生回路(８)から一対となる第
１係数Ｋ及び第２係数(１−Ｋ)が供給される。

【００１５】デジタルノイズリダクション回路(９)を構
成するフィールドメモリ(10)は、フィールドメモリ制御
回路(11)によって書込み及び読出しが制御されている。
又、ＣＣＤ(１)は、タイミング回路(15)からの電荷読出
し制御信号によって駆動される。

【００１６】ビデオカメラ全体のシステム制御を司どる
マイクロコンピュータ(14)には、外部からモード選択信
号が供給されると共に、タイミング回路(15)からフィー
ルド識別信号が供給され、これに応じて、マイクロコン
ピュータ(14)は、係数発生回路(８)へは係数選択信号を
送出し、タイミング回路(15)へは露光時間制御信号を送
出する。又、フィールドメモリ制御回路(11)へは書込み
モード設定信号を送出し、垂直補間処理回路(12)へは補
間係数を送出する。更にＣＣＤ(１)に対しては、必要に
応じて電子シャッター信号を送出する。

【００１７】デジタルノイズリダクション回路(９)は、
Ａ／Ｄ変換器(３)からのＣＣＤ出力信号を第１乗算器
(５)へ接続すると共に、フィールドメモリ(10)からの読
出し信号を第２乗算器(６)へ接続し、更に両乗算器(５)
(６)の出力を加算器(７)へ接続して、加重平均回路(４)
を構成している。第１乗算器(５)には、係数発生回路
(８)から第１係数Ｋが供給され、第２乗算器(６)には、
係数発生回路(８)から第２係数(１−Ｋ)が供給され、２
つの乗算結果を加算器(７)にて加算することにより、Ｃ
ＣＤ出力信号とフィールドメモリ出力信号についての前
記係数Ｋ及び(１−Ｋ)による加重平均が算出される。

【００１８】加重平均された信号は、垂直補間処理回路
(12)へ出力されると同時に、フィールドメモリ(10)に書
き込まれ、フィールドメモリ(10)内の信号は次のフィー
ルドで読み出される。この結果、ある任意のフィールド
のＣＣＤ出力信号は、最初にＫ倍されたものが垂直補間
処理回路(12)へ出力され、次のフィールド以降は、フィ
ールドメモリ(10)を含むループを巡回する度に(１−Ｋ)
倍されて垂直補間処理回路(12)へ出力される。

【００１９】ところで、現行の標準テレビジョン方式で
はインタレース走査が行なわれており、ＣＣＤから出力
される信号もインタレース信号であるから、偶数(ｅｖ
ｅｎ)フィールドと奇数(ｏｄｄ)フィールドでは同一ラ
インの信号が得られない。従って、上記加重平均処理を
１フィールドの周期で奇数フィールドと偶数フィールド
の間で行なうと、画像がぼける虞れがある。

【００２０】そこで本実施例では、デジタルノイズリダ
クションモードやストロボ残像画生成モード等の特殊モ
ードにおいて、奇数(又は偶数)フィールド時には任意の
係数Ｋを与え、偶数(又は奇数)フィールド時は係数Ｋを
０として、常に奇数(又は偶数)フィールドに対して加重
平均処理を行なうものとする。この場合、偶数(又は奇
数)フィールドの信号は、奇数(又は偶数)フィールドの
信号から補間処理によって疑似的に生成する。

【００２１】図７は、ＣＣＤから出力される奇数フィー
ルドの信号に補間処理を施して、新たな奇数フィールド
信号と偶数フィールド信号を作成する原理を表わしてい
る。この際、元の奇数フィールドはそのまま奇数フィー
ルドとして採用し、偶数フィールドのみを元の奇数フィ
ールドから新たに生成する方法も採用可能であるが、こ
の場合、偶数フィールドの垂直方向の解像度が極端に低
下する。

【００２２】そこで本実施例では、奇数フィールドと偶
数フィールドで解像度のレベルを合わせて、良好なフレ
ーム画像を得るべく、図１の加重平均回路(４)の出力に
対して、奇数フィールド時には０.２５、偶数フィール
ド時には０.７５の補間係数を垂直補間処理回路(12)に
与えることにより(図３乃至図６参照)、図７の如く疑似
的にインタレースされた奇数フィールド及び偶数フィー
ルドの２つの信号を作り出す。このために、図１のマイ
クロコンピュータ(14)は、タイミング回路(15)からフィ
ールド識別信号を取り込んで、フィールドの偶数／奇数
を識別し、フィールドに応じた前記補間係数を垂直補間
処理回路(12)へ送出するのである。

【００２３】図１に示す装置によれば、通常の使用モー
ドであるノーマルモードと、ＣＣＤの電化蓄積時間を制
御する長時間露光モードと、時間方向の加重平均を行な
う２つのデジタルノイズリダクションモードと、ストロ
ボ残像画生成モードの合計５つのモードを設定出来、ユ
ーザの選択操作に基づいて作成されたモード選択信号が
マイクロコンピュータ(14)へ送られることにより、モー
ド選択が行なわれる。以下、各モードにおける回路動作
について説明する。

【００２４】ノーマルモードノーマルモードにおいては図２に示す如く、毎フィール
ド、電荷読出しパルスをＣＣＤへ送出して、ＣＣＤ出力
を取り出す。又、加重平均回路の係数Ｋを１に固定する
ことによって、ＣＣＤ出力信号をそのまま垂直補間処理
回路へ送る。このとき、フィールドメモリへのデータの
書込み及び読出しは行なわない。垂直補間回路へ送る補
間係数は０とし、垂直補間処理も行なわない。

【００２５】この結果、ＣＣＤから出力される各フィー
ルドＯ１、Ｅ１、Ｏ２、Ｅ２、Ｏ３、Ｅ３…がそのまま
加重平均回路から出力される。

【００２６】長時間露光モード長時間露光モードでは、図３の如く電荷読出し周期Ｔを
６フィールドに設定することにより、ＣＣＤからは６フ
ィールド期間蓄積された信号を６フィールドの周期で取
り出す。ＣＣＤから出力信号を取り出すフィールド期間
には、加重平均回路の係数Ｋが１に設定され、この結
果、ＣＣＤ出力信号がそのままフィールドメモリに書込
まれ、同時に垂直補間回路へ送られる。ＣＣＤから出力
信号を取り出さない５フィールドの期間は、フィールド
メモリからの信号の読出しだけを行ない、加重平均回路
の係数Ｋを０にすることで、フィールドメモリから読み
出した信号をそのまま垂直補間回路へ送る。

【００２７】これによって、例えばフィールド番号Ｏ３
からＥ５の期間には、それ以前のフィールド番号Ｅ０か
らＥ２の期間に蓄積されたＣＣＤ出力信号がフィールド
番号Ｏ３のＣＣＤ出力信号に加算されて、加算結果が垂
直補間回路へ出力される。

【００２８】この結果、６フィールド分が重なった画像
が、６フィールド期間毎に更新されつつ生成されること
になる。

【００２９】第１ノイズリダクションモードこのモードでは図４の如く、毎フィールド、ＣＣＤから
出力信号を取り出し、奇数フィールド時に加重平均回路
の係数Ｋに任意の小数値ｋを与え、ＣＣＤ出力信号とフ
ィールドメモリ出力信号の加重平均値垂直補間回路へ送
り、同時にフィールドメモリへ加重平均値を書込む。
又、偶数フィールド時には、フィールドメモリからの読
出しのみ行ない、加重平均回路の係数を０とすること
で、フィールドメモリからの読出し信号をそのまま垂直
補間回路へ送る。

【００３０】これによって、各奇数フィールドで垂直補
間回路へ送った信号がその後の偶数フィールドにも連続
して出力されることになり、加重平均処理によるノイズ
リダクション効果が得られる。特に静止画像についての
ノイズリダクション効果は大きい。

【００３１】第２ノイズリダクションモード上記第１ノイズリダクションモードでは毎フィールド、
ＣＣＤ出力信号を取り出しているが、第２ノイズリダク
ションモードは、図５の如く電荷読出しを１フィールド
おきに行なうことにより、ＣＣＤからは２フィールド期
間蓄積された信号を２フィールドの周期で取り出すもの
である。

【００３２】このモードでは、ＣＣＤにて２フィールド
期間の電荷が蓄積されることによってＳ／Ｎ比が向上す
るから、加重平均回路によるノイズリダクション作用と
の相乗によって、より大きなノイズリダクション効果が
得られる。

【００３３】ストロボ残像画生成モードストロボ残像画生成モードでは、図６の如く毎フィール
ド、ＣＣＤ出力信号を取り出す一方、６フィールド期間
Ｔ毎に、最初のフィールドでは加重平均回路の係数Ｋが
任意の小数値ｋに設定され、残りの５フィールド期間は
係数Ｋが０に設定される。又、前記最初のフィールド期
間にはフィールドメモリに対する書込みと読出しを行な
い、前記残りの５フィールドでは、フィールドメモリか
らの信号の読出しだけを行なう。

【００３４】これによって、例えばフィールド番号Ｏ４
からＥ６の期間には、それ以前の６フィールド期間の加
重平均回路出力Ａを(１−Ｋ)倍した信号と、フィールド
番号Ｏ４のＣＣＤ出力信号をＫ倍した信号が加算され
て、加算結果Ｂが垂直補間回路へ出力される。更に次の
フィールド番号Ｏ７からＥ９の期間には、それ以前の６
フィールド期間の加重平均回路出力Ｂを(１−Ｋ)倍した
信号と、フィールド番号Ｏ７のＣＣＤ出力信号をＫ倍し
た信号が加算されて、加算結果Ｃが垂直補間回路へ出力
される。

【００３５】この結果、６フィールド期間Ｔ毎に更新さ
れつつ生成される各画面には、図８に示す如く、過去に
生成された複数の画像が残像として離散的に映出され、
これら複数の残像は、過去に遡る程、薄いものとなる。

【００３６】尚、本実施例では、図１の如くマイクロコ
ンピュータ(14)からＣＣＤ(１)へ電子シャッタ信号をフ
ィールド周期で送出して(図８)、各残像についてのスト
ロボ効果の強調を図っている。

【００３７】本発明に係るビデオカメラによれば、上述
の如くデジタルノイズリダクション回路を構成するフィ
ールドメモリの制御と加重平均回路の係数Ｋの可変設定
によって、ストロボ残像画生成モードを含む複数のモー
ド設定が可能である。

【００３８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るビデオカメラの構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】ノーマルモードでの動作を表わすタイミングチ
ャートである。

【図３】長時間露光モードでの動作を表わすタイミング
チャートである。

【図４】第１ノイズリダクションモードでの動作を表わ
すタイミングチャートである。

【図５】第２ノイズリダクションモードでの動作を表わ
すタイミングチャートである。

【図６】ストロボ残像画生成モードでの動作を表わすタ
イミングチャートである。

【図７】垂直補間の原理を説明する図である。

【図８】ストロボ残像画の一例を示す図である。

【符号の説明】

(１) ＣＣＤ (３) Ａ／Ｄ変換器 (４) 加重平均回路 (８) 係数発生回路 (９) デジタルノイズリダクション回路 (10) フィールドメモリ (11) フィールドメモリ制御回路 (14) マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宅間正男大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者山本徹大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者川上聖肇大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者朝枝徹大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (56)参考文献特開平２−228884（ＪＰ，Ａ) 特開平２−162970（ＪＰ，Ａ) 特開平１−290380（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−200676（ＪＰ，Ａ) 特開平５−91396（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/22 - 5/257

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子の出力をデジタル撮像信号
に変換し、該撮像信号に基づいて所定フォーマットの映
像信号を作成するビデオカメラにおいて、固体撮像素子 (１)に対して電荷読出し制御信号を発する
タイミング回路(15)と、固体撮像素子出力をデジタル撮
像信号に変換するＡ／Ｄ変換器(３)と、Ａ／Ｄ変換器
(３)から出力されるデジタル撮像信号に１以下の第１係
数Ｋを乗じた信号と、フィールドメモリ(10)から読み出
されたデジタル撮像信号に第２係数(１−Ｋ)を乗じた信
号とを加算して、加算結果をフィールドメモリ(10)に格
納する巡回型デジタルノイズリダクション回路(９)と、
前記第１及び第２係数を発生してノイズリダクション回
路(９)へ供給する係数発生回路(８)と、前記ノイズリダ
クション回路(９)のフィールドメモリ(10)に対する書込
み及び読出しを制御するフィールドメモリ制御回路(11)
と、前記ノイズリダクション回路(９)の出力信号に基づ
き、所定フォーマットの映像信号を作成して出力するカ
メラ信号処理回路と、前記タイミング回路(15)、係数発
生回路(８)及びフィールドメモリ制御回路(11)の動作を
可変設定するシステム制御手段とを備え、前記システム制御手段は、２以上の所定フィールド毎
に、最初のフィールド期間において前記第１係数Ｋを所
定の小数値ｋ（０＜ｋ＜１）に設定し、前記フィールド
メモリ(10)に対する書込み及び読出しを行うと共に、残
りのフィールド期間において前記第１係数Ｋを０に設定
し、前記フィールドメモリ(10)に対する読出しを行うこ
とを特徴とするビデオカメラ。