JP3499985B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP3499985B2 JP3499985B2 JP25388595A JP25388595A JP3499985B2 JP 3499985 B2 JP3499985 B2 JP 3499985B2 JP 25388595 A JP25388595 A JP 25388595A JP 25388595 A JP25388595 A JP 25388595A JP 3499985 B2 JP3499985 B2 JP 3499985B2
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- circuit
- data
- image
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モザイク型のカラ
ーフィルタが装着された固体撮像素子を用いる撮像装置
に関し、特に、VGA(Video Graphics Array)に対応し
て画像データを得られるようにした撮像装置に関する。
ーフィルタが装着された固体撮像素子を用いる撮像装置
に関し、特に、VGA(Video Graphics Array)に対応し
て画像データを得られるようにした撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】単一の撮像素子を用いてカラー撮像を行
う場合には、撮像素子の受光部にストライプ型やモザイ
ク型のカラーフィルタが装着され、受光部の各画素が所
定の色成分に対応付けられる。このような撮像素子から
出力される画像信号は、装着されるカラーフィルタの配
列構成に対応し、各色成分を表す画像情報が所定の順序
で連続する。そして、撮像素子から出力される画像信号
に対する信号処理の過程では、色成分情報の生成と輝度
情報の生成とがそれぞれ独立して行われる。例えば、各
色成分に対応付けられた画像情報をマトリクス処理する
ことにより所望の色成分情報が生成され、各色成分を表
す画像情報を所定の割合で合成することにより輝度情報
が生成される。これらの輝度情報及び色成分情報は、所
定の変調処理を経て、表示側のテレビジョン方式に従う
フォーマットのテレビジョン信号に変換された後に表示
装置や記録装置等に供給される。
う場合には、撮像素子の受光部にストライプ型やモザイ
ク型のカラーフィルタが装着され、受光部の各画素が所
定の色成分に対応付けられる。このような撮像素子から
出力される画像信号は、装着されるカラーフィルタの配
列構成に対応し、各色成分を表す画像情報が所定の順序
で連続する。そして、撮像素子から出力される画像信号
に対する信号処理の過程では、色成分情報の生成と輝度
情報の生成とがそれぞれ独立して行われる。例えば、各
色成分に対応付けられた画像情報をマトリクス処理する
ことにより所望の色成分情報が生成され、各色成分を表
す画像情報を所定の割合で合成することにより輝度情報
が生成される。これらの輝度情報及び色成分情報は、所
定の変調処理を経て、表示側のテレビジョン方式に従う
フォーマットのテレビジョン信号に変換された後に表示
装置や記録装置等に供給される。
【0003】図13は、カラー撮像を行う撮像装置の構
成を示すブロック図である。CCD固体撮像素子1は、
行列配置される複数の受光画素及び各受光画素に対応す
る複数のシフトレジスタを有し、受光面には、各受光画
素を所定の色成分に対応付けるカラーフィルタが装着さ
れる。このCCD1は、水平同期信号及び垂直同期信号
に従う多相のクロックパルスによってパルス駆動され、
各受光画素に蓄積される情報電荷が、それぞれ所定のタ
イミングでシフトレジスタを介して順次転送出力され
る。そして、CCD1の出力側において、情報電荷の電
荷量が1画素単位で電圧値に変換され、1行単位で連続
する画像信号Y0(t)として出力される。この画像信号Y
0(t)は、1画素分の画像情報が1つの色成分を表してお
り、その色成分の出力順序が、CCD1に装着されるカ
ラーフィルタの配列構成に対応する。アナログ処理回路
2は、CCD1から出力される画像信号Y0(t)に対して
サンプルホールド、AGC(自動利得制御)等の処理を
施し、波形整形された画像信号Y1(t)としてA/D変換
回路3に供給する。例えば、サンプルホールド処理で
は、CCD1の出力動作に同期して基準電位と信号電位
とが繰り返される画像信号Y0(t)を受け、基準電位部分
と信号電位部分とをそれぞれサンプリングし、その電位
差を取り出す。これにより、CCD1の各受光画素に蓄
積される情報電荷の量に対応した電位レベルが1クロッ
ク期間維持される画像信号を得ている。そして、AGC
処理では、サンプルホールド処理された画像信号に対
し、1垂直走査期間の平均レベルに応じたゲインを与
え、各垂直走査期間毎の平均レベルが略均一になるよう
に制御する。このアナログ処理回路2においては、画像
信号の各色成分は区別されず、共通の処理が施される。
A/D変換回路3は、アナログ信号処理部2から出力さ
れる画像信号Y1(t)を、CCD1の出力動作、即ち、ア
ナログ信号処理部2の信号処理動作に同期して順次アナ
ログ/デジタル変換し、CCD1の各受光画素に対応す
る画像データI(n)を生成する。
成を示すブロック図である。CCD固体撮像素子1は、
行列配置される複数の受光画素及び各受光画素に対応す
る複数のシフトレジスタを有し、受光面には、各受光画
素を所定の色成分に対応付けるカラーフィルタが装着さ
れる。このCCD1は、水平同期信号及び垂直同期信号
に従う多相のクロックパルスによってパルス駆動され、
各受光画素に蓄積される情報電荷が、それぞれ所定のタ
イミングでシフトレジスタを介して順次転送出力され
る。そして、CCD1の出力側において、情報電荷の電
荷量が1画素単位で電圧値に変換され、1行単位で連続
する画像信号Y0(t)として出力される。この画像信号Y
0(t)は、1画素分の画像情報が1つの色成分を表してお
り、その色成分の出力順序が、CCD1に装着されるカ
ラーフィルタの配列構成に対応する。アナログ処理回路
2は、CCD1から出力される画像信号Y0(t)に対して
サンプルホールド、AGC(自動利得制御)等の処理を
施し、波形整形された画像信号Y1(t)としてA/D変換
回路3に供給する。例えば、サンプルホールド処理で
は、CCD1の出力動作に同期して基準電位と信号電位
とが繰り返される画像信号Y0(t)を受け、基準電位部分
と信号電位部分とをそれぞれサンプリングし、その電位
差を取り出す。これにより、CCD1の各受光画素に蓄
積される情報電荷の量に対応した電位レベルが1クロッ
ク期間維持される画像信号を得ている。そして、AGC
処理では、サンプルホールド処理された画像信号に対
し、1垂直走査期間の平均レベルに応じたゲインを与
え、各垂直走査期間毎の平均レベルが略均一になるよう
に制御する。このアナログ処理回路2においては、画像
信号の各色成分は区別されず、共通の処理が施される。
A/D変換回路3は、アナログ信号処理部2から出力さ
れる画像信号Y1(t)を、CCD1の出力動作、即ち、ア
ナログ信号処理部2の信号処理動作に同期して順次アナ
ログ/デジタル変換し、CCD1の各受光画素に対応す
る画像データI(n)を生成する。
【0004】色成分データ生成回路4は、A/D変換回
路3から出力される画像データを取り込み、所定のマト
リクス演算を施すことで所望の色成分の情報を表す色成
分データを生成する。同時に、各色成分毎のバランスを
調整(ホワイトバランス調整)して、再生側で表示され
る画面の色を被写体の色に近付けるようにしている。輝
度データ生成回路5は、A/D変換回路3から出力され
る画像データを取り込み、各色成分を所定の割合で合成
することにより輝度データを生成する。これら色成分デ
ータ生成回路4及び輝度データ生成回路5は、それぞれ
デジタル処理回路によって構成される。
路3から出力される画像データを取り込み、所定のマト
リクス演算を施すことで所望の色成分の情報を表す色成
分データを生成する。同時に、各色成分毎のバランスを
調整(ホワイトバランス調整)して、再生側で表示され
る画面の色を被写体の色に近付けるようにしている。輝
度データ生成回路5は、A/D変換回路3から出力され
る画像データを取り込み、各色成分を所定の割合で合成
することにより輝度データを生成する。これら色成分デ
ータ生成回路4及び輝度データ生成回路5は、それぞれ
デジタル処理回路によって構成される。
【0005】ところで、CCD1の受光部に装着される
カラーフィルタについては、モザイク型の場合、ストラ
イプ型と比較してフィルタの構成が複雑になるが、水平
解像度を高くすることができるという利点を有してい
る。このため、高解像度化が望まれるビデオカメラ等に
おいては、主としてモザイク型のカラーフィルタを装着
した固体撮像素子が採用される。
カラーフィルタについては、モザイク型の場合、ストラ
イプ型と比較してフィルタの構成が複雑になるが、水平
解像度を高くすることができるという利点を有してい
る。このため、高解像度化が望まれるビデオカメラ等に
おいては、主としてモザイク型のカラーフィルタを装着
した固体撮像素子が採用される。
【0006】図14は、モザイク型のカラーフィルタの
一例を示す平面図である。CCD1の受光部の各画素に
対応して複数のセグメントに分割され、各セグメントに
例えば、Ye(イエロー)、Cy(シアン)、W(ホワ
イト)及びG(グリーン)の各色成分が周期的に割り当
てられる。ここでは、W及びGの各成分が奇数行に交互
に配置され、Ye及びCyの各成分が偶数行に交互に配
置されている。このようなカラーフィルタがCCD1に
装着された場合、色成分データ生成回路4においては、
W成分とYe成分との差またはCy成分とG成分との差
からB(ブルー)成分を表す色成分データが生成され、
W成分とCy成分との差またはYe成分とG成分との差
からR(レッド)成分を表す色成分データが生成され
る。そして、輝度データ生成回路5においては、各色成
分を平均化することにより、輝度データが生成される。
即ち、4つの色成分をそのまま合成すれば、 Ye+Cy+G+W=(B+G)+(R+G)+G+(R+G+B) =2R+4G+2B となり、R、G及びBの各成分が1:2:1の割合で合
成された輝度信号を得ることができる。本来、輝度信号
は、NTSC方式の規格によれば、R、G及びBの各成
分を3:6:1の割合で合成して生成されるものである
が、これに近い割合で合成して生成したものであれば、
実用的に問題は生じない。
一例を示す平面図である。CCD1の受光部の各画素に
対応して複数のセグメントに分割され、各セグメントに
例えば、Ye(イエロー)、Cy(シアン)、W(ホワ
イト)及びG(グリーン)の各色成分が周期的に割り当
てられる。ここでは、W及びGの各成分が奇数行に交互
に配置され、Ye及びCyの各成分が偶数行に交互に配
置されている。このようなカラーフィルタがCCD1に
装着された場合、色成分データ生成回路4においては、
W成分とYe成分との差またはCy成分とG成分との差
からB(ブルー)成分を表す色成分データが生成され、
W成分とCy成分との差またはYe成分とG成分との差
からR(レッド)成分を表す色成分データが生成され
る。そして、輝度データ生成回路5においては、各色成
分を平均化することにより、輝度データが生成される。
即ち、4つの色成分をそのまま合成すれば、 Ye+Cy+G+W=(B+G)+(R+G)+G+(R+G+B) =2R+4G+2B となり、R、G及びBの各成分が1:2:1の割合で合
成された輝度信号を得ることができる。本来、輝度信号
は、NTSC方式の規格によれば、R、G及びBの各成
分を3:6:1の割合で合成して生成されるものである
が、これに近い割合で合成して生成したものであれば、
実用的に問題は生じない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】各種の色成分からなる
カラーフィルタが装着されたCCD1では、各色成分に
対応する受光画素の感度にばらつきが生じる。即ち、カ
ラーフィルタを構成する各セグメント毎に光の透過効率
が異なるため、CCD1の各受光画素自体が同じ感度を
有しているとしても、各色成分毎の感度は一致しなくな
る。例えば、カラーフィルタのG層をYe層とCy層と
の重ね合わせにより形成する場合、G成分の受光画素の
感度がYe成分及びCy成分の受光画素の感度より低く
なるのに対して、着色層が形成されないW成分の受光画
素の感度はYe成分及びCy成分の受光画素の感度より
高くなる。従って、図15に示すように、各色成分毎に
受光感度がばらつくことになる。さらに、各受光画素の
情報電荷の蓄積容量は均一であるため、出力電圧の飽和
レベルは各色成分で一定の電圧Vsaとなるが、各受光画
素がその飽和レベルに達する入射光量は、感度の高い受
光画素ほど少なくなる。例えば、感度の高いW成分の画
素が入射光量Aの時点で出力電圧がVsaに達するのに対
し、Ye成分またはCy成分の画素は、入射光量Aより
も高い入射光量Bの時点までVsaには達しない。さらに
感度の低いG成分の画素では、入射光量Bよりも高い入
射光量Cの時点までVsaには達しない。
カラーフィルタが装着されたCCD1では、各色成分に
対応する受光画素の感度にばらつきが生じる。即ち、カ
ラーフィルタを構成する各セグメント毎に光の透過効率
が異なるため、CCD1の各受光画素自体が同じ感度を
有しているとしても、各色成分毎の感度は一致しなくな
る。例えば、カラーフィルタのG層をYe層とCy層と
の重ね合わせにより形成する場合、G成分の受光画素の
感度がYe成分及びCy成分の受光画素の感度より低く
なるのに対して、着色層が形成されないW成分の受光画
素の感度はYe成分及びCy成分の受光画素の感度より
高くなる。従って、図15に示すように、各色成分毎に
受光感度がばらつくことになる。さらに、各受光画素の
情報電荷の蓄積容量は均一であるため、出力電圧の飽和
レベルは各色成分で一定の電圧Vsaとなるが、各受光画
素がその飽和レベルに達する入射光量は、感度の高い受
光画素ほど少なくなる。例えば、感度の高いW成分の画
素が入射光量Aの時点で出力電圧がVsaに達するのに対
し、Ye成分またはCy成分の画素は、入射光量Aより
も高い入射光量Bの時点までVsaには達しない。さらに
感度の低いG成分の画素では、入射光量Bよりも高い入
射光量Cの時点までVsaには達しない。
【0008】このような各色成分毎の受光画素の光学的
特性の差は、輝度データにノイズ成分を重畳させるた
め、再生画面上で被写体の輪郭を乱す、いわゆるモアレ
を発生させる原因となる。そこで本発明は、モザイク型
のカラーフィルタを装着した固体撮像素子を用いた撮像
装置でモアレの発生を抑圧することを目的とする。
特性の差は、輝度データにノイズ成分を重畳させるた
め、再生画面上で被写体の輪郭を乱す、いわゆるモアレ
を発生させる原因となる。そこで本発明は、モザイク型
のカラーフィルタを装着した固体撮像素子を用いた撮像
装置でモアレの発生を抑圧することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、各種の色成分にそれぞ
れ対応付けられた複数の受光画素がマトリクス配置さ
れ、入射光に応答して発生する情報電荷を各受光画素に
蓄積する固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力に対
して素子の出力動作に同期したタイミングで信号処理を
施し、所定のフォーマットに従う画像信号を生成する信
号処理回路と、上記画像信号をデジタル化して上記固体
撮像素子の各受光画素に対応する第1の画像データを生
成するA/D変換回路と、上記各色成分に対応して個別
に設定されるゲインを上記第1の画像データに与えて各
色成分毎の平均レベルが均一化された第2の画像信号を
生成するバランス補正回路と、上記第2の画像データに
対して水平方向及び垂直方向の適数画素を合成して輝度
データを生成する2次元フィルタ回路と、を備えたこと
を特徴としている。
解決するために成されたもので、各種の色成分にそれぞ
れ対応付けられた複数の受光画素がマトリクス配置さ
れ、入射光に応答して発生する情報電荷を各受光画素に
蓄積する固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力に対
して素子の出力動作に同期したタイミングで信号処理を
施し、所定のフォーマットに従う画像信号を生成する信
号処理回路と、上記画像信号をデジタル化して上記固体
撮像素子の各受光画素に対応する第1の画像データを生
成するA/D変換回路と、上記各色成分に対応して個別
に設定されるゲインを上記第1の画像データに与えて各
色成分毎の平均レベルが均一化された第2の画像信号を
生成するバランス補正回路と、上記第2の画像データに
対して水平方向及び垂直方向の適数画素を合成して輝度
データを生成する2次元フィルタ回路と、を備えたこと
を特徴としている。
【0010】これにより、各色成分毎の受光感度のばら
つきがバランス補正回路によってほぼ均一になるように
補正され、さらに、水平方向及び垂直方向に隣接する受
光画素間の高周波成分が除去されることになる。従っ
て、輝度データの生成時にモアレの原因となるノイズ成
分が発生しにくくなる。さらに本発明は、上記第2の画
像データが一定のクリップレベルを越えたときに上記第
2の画像データをクリップレベルに固定するクリップ回
路と、上記第2の画像データの内、特定の色成分に対応
するデータを選択的に取り出し、上記クリップ回路のク
リップレベルとの差に対して一定の係数を乗じて補償デ
ータを生成する補償データ生成回路と、上記第2の画像
データが上記クリップ回路のクリップレベルを越えたと
きに上記補償データを上記クリップ回路のクリップレベ
ルに加算して第3の画像データを生成する加算回路と、
をさらに備えたことを特徴としている。
つきがバランス補正回路によってほぼ均一になるように
補正され、さらに、水平方向及び垂直方向に隣接する受
光画素間の高周波成分が除去されることになる。従っ
て、輝度データの生成時にモアレの原因となるノイズ成
分が発生しにくくなる。さらに本発明は、上記第2の画
像データが一定のクリップレベルを越えたときに上記第
2の画像データをクリップレベルに固定するクリップ回
路と、上記第2の画像データの内、特定の色成分に対応
するデータを選択的に取り出し、上記クリップ回路のク
リップレベルとの差に対して一定の係数を乗じて補償デ
ータを生成する補償データ生成回路と、上記第2の画像
データが上記クリップ回路のクリップレベルを越えたと
きに上記補償データを上記クリップ回路のクリップレベ
ルに加算して第3の画像データを生成する加算回路と、
をさらに備えたことを特徴としている。
【0011】これにより、相対的に感度の高い色成分に
対応する受光画素がオーバーフロー状態となり、その受
光画素に対応する画像データが飽和したとき、その他の
感度の低い受光画素に対応する画像データから生成され
る補償データによって画像データが擬似的に生成され
る。従って、オーバーフロー状態にある受光画素に対応
する画像データが入射光量の増大に応じて見かけ上大き
くなるため、固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大
することができる。
対応する受光画素がオーバーフロー状態となり、その受
光画素に対応する画像データが飽和したとき、その他の
感度の低い受光画素に対応する画像データから生成され
る補償データによって画像データが擬似的に生成され
る。従って、オーバーフロー状態にある受光画素に対応
する画像データが入射光量の増大に応じて見かけ上大き
くなるため、固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大
することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の撮像装置の構成
を示すブロック図であり、図2及び図3は各部の動作を
説明するタイミング図である。図2は、奇数ラインの画
素に対応した輝度データを得る場合を示し、図3は、偶
数ラインの画素に対応した輝度データを得る場合を示
す。尚、図1では、輝度データYの生成過程のみを示
し、色成分データの生成過程は省略してある。
を示すブロック図であり、図2及び図3は各部の動作を
説明するタイミング図である。図2は、奇数ラインの画
素に対応した輝度データを得る場合を示し、図3は、偶
数ラインの画素に対応した輝度データを得る場合を示
す。尚、図1では、輝度データYの生成過程のみを示
し、色成分データの生成過程は省略してある。
【0013】CCD1、アナログ信号処理回路2及びA
/D変換回路3は、図13と同一のものであり、CCD
1から出力される画像信号Y0(t)から画像データY1(t)
が生成され、この画像データY1(t)がデジタルデータに
変換されて画像データI(n)が生成されるように構成さ
れる。ラインメモリ回路11は、A/D変換回路3から
1行単位で連続して出力される画像データI(n)を目標
画素が含まれる1行とその上下2行との合計3行分記憶
する。3行分記憶された画像データI(n)は、各行毎に
画像データIl、Im、Inとして同時に出力される。こ
れらの画像データIl、Im、Inは、CCD1に装着さ
れるカラーフィルタの構成に対応し、所定の色成分が連
続する。例えば、カラーフィルタが図14に示す構成の
場合、目標画素が奇数行にあるときには、図2に示すよ
うに、画像データImでCy(シアン)成分とYe(イ
エロー)成分とが交互に繰り返され、画像データIl、
InでW(ホワイト)成分とG(グリーン)成分とが交
互に繰り返される。そして、目標画素が偶数行にあると
きには、色成分の配列が入れ代わり、画像データImで
W成分とG成分とが交互に繰り返され、画像データI
l、InでYe成分とCy成分とが交互に繰り返される。
/D変換回路3は、図13と同一のものであり、CCD
1から出力される画像信号Y0(t)から画像データY1(t)
が生成され、この画像データY1(t)がデジタルデータに
変換されて画像データI(n)が生成されるように構成さ
れる。ラインメモリ回路11は、A/D変換回路3から
1行単位で連続して出力される画像データI(n)を目標
画素が含まれる1行とその上下2行との合計3行分記憶
する。3行分記憶された画像データI(n)は、各行毎に
画像データIl、Im、Inとして同時に出力される。こ
れらの画像データIl、Im、Inは、CCD1に装着さ
れるカラーフィルタの構成に対応し、所定の色成分が連
続する。例えば、カラーフィルタが図14に示す構成の
場合、目標画素が奇数行にあるときには、図2に示すよ
うに、画像データImでCy(シアン)成分とYe(イ
エロー)成分とが交互に繰り返され、画像データIl、
InでW(ホワイト)成分とG(グリーン)成分とが交
互に繰り返される。そして、目標画素が偶数行にあると
きには、色成分の配列が入れ代わり、画像データImで
W成分とG成分とが交互に繰り返され、画像データI
l、InでYe成分とCy成分とが交互に繰り返される。
【0014】2次元フィルタ回路12は、前段フィルタ
13及び後段フィルタ14からなり、ラインメモリ回路
11から出力される画像データIl、Im、Inに基づい
て、目標画素の上下2行の受光画素と左右2列の受光画
素の合計9画素の画像データI(n)に対してフィルタリ
ング処理を施し、輝度データYを生成する。まず、前段
フィルタ13は、画像データIl、Im、Inを受け、目
標画素の画像データImから画像データIpを生成し、目
標画素の上下の受光画素の画像データIl、Inから画像
データIqを生成する。即ち、前段フィルタ13は、目
標画素が含まれる行から得ることのできない色成分を目
標画素の上下の行から生成することにより、目標画素が
含まれる行から全ての色成分を擬似的に得られるように
する。例えば、目標画素が奇数行にあるとき、画像デー
タImにW成分とG成分とが含まれていないため、画像
データIl及びInからW成分とG成分とを得るようにし
ている。同様に、目標画素が偶数行にあるときには、画
像データImにYe成分とCy成分とが含まれていない
ため、画像データIl及びInからYe成分とCy成分と
を得るようにしている。これにより、前段フィルタ13
から出力される画像データIp、Iqで表される画像の重
心を一致させることができる。
13及び後段フィルタ14からなり、ラインメモリ回路
11から出力される画像データIl、Im、Inに基づい
て、目標画素の上下2行の受光画素と左右2列の受光画
素の合計9画素の画像データI(n)に対してフィルタリ
ング処理を施し、輝度データYを生成する。まず、前段
フィルタ13は、画像データIl、Im、Inを受け、目
標画素の画像データImから画像データIpを生成し、目
標画素の上下の受光画素の画像データIl、Inから画像
データIqを生成する。即ち、前段フィルタ13は、目
標画素が含まれる行から得ることのできない色成分を目
標画素の上下の行から生成することにより、目標画素が
含まれる行から全ての色成分を擬似的に得られるように
する。例えば、目標画素が奇数行にあるとき、画像デー
タImにW成分とG成分とが含まれていないため、画像
データIl及びInからW成分とG成分とを得るようにし
ている。同様に、目標画素が偶数行にあるときには、画
像データImにYe成分とCy成分とが含まれていない
ため、画像データIl及びInからYe成分とCy成分と
を得るようにしている。これにより、前段フィルタ13
から出力される画像データIp、Iqで表される画像の重
心を一致させることができる。
【0015】色分離回路15は、1行毎に反転する第1
の分離パルスD1及び1列毎に反転する第2の分離パル
スD2に応答して、前段フィルタ13から出力される画
像データIp、Iqを各色成分別に分離し、G、W、Ye
及びCyの各色成分に対応した画像データIg1、Iw1、
Iy1、Ic1を出力する。例えば、図2に示すように、画
像データIpがYe成分とCy成分とを繰り返し、画像
データIqがG成分とW成分とを繰り返しているときに
は、画像データIpを振り分けて画像データIy1、Ic1
を生成し、画像データIqを振り分けて画像データIg
1、Iw1を生成する。また、図3に示すように、画像デ
ータIpがG成分とW成分とを繰り返し、画像データIq
がYe成分とCy成分とを繰り返しているときには、画
像データIpを振り分けて画像データIg1、Iw1を生成
し、画像データIqを振り分けて画像データIy1、Ic1
を生成する。尚、第1及び第2の分離パルスD1、D2
は、CCD1の駆動タイミングを決定するタイミングパ
ルスと同時に生成され、第1の分離パルスD1は水平走
査のタイミングに同期し、第2の分離パルスD2はCC
D1の出力動作に同期する。
の分離パルスD1及び1列毎に反転する第2の分離パル
スD2に応答して、前段フィルタ13から出力される画
像データIp、Iqを各色成分別に分離し、G、W、Ye
及びCyの各色成分に対応した画像データIg1、Iw1、
Iy1、Ic1を出力する。例えば、図2に示すように、画
像データIpがYe成分とCy成分とを繰り返し、画像
データIqがG成分とW成分とを繰り返しているときに
は、画像データIpを振り分けて画像データIy1、Ic1
を生成し、画像データIqを振り分けて画像データIg
1、Iw1を生成する。また、図3に示すように、画像デ
ータIpがG成分とW成分とを繰り返し、画像データIq
がYe成分とCy成分とを繰り返しているときには、画
像データIpを振り分けて画像データIg1、Iw1を生成
し、画像データIqを振り分けて画像データIy1、Ic1
を生成する。尚、第1及び第2の分離パルスD1、D2
は、CCD1の駆動タイミングを決定するタイミングパ
ルスと同時に生成され、第1の分離パルスD1は水平走
査のタイミングに同期し、第2の分離パルスD2はCC
D1の出力動作に同期する。
【0016】バランス補正回路16は、各色成分毎に個
別のゲイン係数を設定し、そのゲイン係数を各画像デー
タIg1、Iw1、Iy1、Ic1に乗算することにより、各色
成分毎の見かけ上の感度のバランスを調整する。即ち、
CCD1においては、各色成分毎に感度が異なるため、
同じ輝度の光に対しても色成分毎の画像データIg1、I
w1、Iy1、Ic1のレベルがばらつくため、色成分毎に個
別に設定されるゲイン係数を乗算することにより、ばら
つきをなくした画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2を生
成する。例えば、最も感度の高いW成分を表す画像デー
タIw1をそのまま画像データIw2とし、この画像データ
Iw2に合わせるようにしてその他の色成分を表す画像デ
ータIg1、Iy1、Ic1に対する乗数を設定するように構
成される。従って、各画素の入射光量に対する各画像デ
ータIg2、Iw2、Iy2、Ic2の変化は、図4に示すよう
に、各色成分で一致することになる。但し、各画像デー
タIg2、Iw2、Iy2、Ic2毎に掛けられたゲイン係数が
異なっているため、それぞれの飽和レベルDsa、Dsb、
Dscは一致しない。
別のゲイン係数を設定し、そのゲイン係数を各画像デー
タIg1、Iw1、Iy1、Ic1に乗算することにより、各色
成分毎の見かけ上の感度のバランスを調整する。即ち、
CCD1においては、各色成分毎に感度が異なるため、
同じ輝度の光に対しても色成分毎の画像データIg1、I
w1、Iy1、Ic1のレベルがばらつくため、色成分毎に個
別に設定されるゲイン係数を乗算することにより、ばら
つきをなくした画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2を生
成する。例えば、最も感度の高いW成分を表す画像デー
タIw1をそのまま画像データIw2とし、この画像データ
Iw2に合わせるようにしてその他の色成分を表す画像デ
ータIg1、Iy1、Ic1に対する乗数を設定するように構
成される。従って、各画素の入射光量に対する各画像デ
ータIg2、Iw2、Iy2、Ic2の変化は、図4に示すよう
に、各色成分で一致することになる。但し、各画像デー
タIg2、Iw2、Iy2、Ic2毎に掛けられたゲイン係数が
異なっているため、それぞれの飽和レベルDsa、Dsb、
Dscは一致しない。
【0017】後段フィルタ14は、画像データIg2、I
w2、Iy2、Ic2を取り込み、それらを全て加算すること
で、前段フィルタ13の処理と合わせて垂直方向の3画
素に対するフィルタリング処理を完了させる。さらに、
各画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2の加算値に基づい
て、水平方向の3画素に対するフィルタリング処理を施
し、輝度データYを生成する。この結果、2次元フィル
タ回路12は、画像データI(n)に対して、水平方向及
び垂直方向の2方向でノッチフィルタを構成し、所定の
周波数成分を取り除く。詳しくは、図5に示すように、
サンプリング周波数fSの1/2の周波数成分を取り除
くことができる。尚、サンプリング周波数fsとは、A
/D変換回路3のサンプリング周波数であり、アナログ
信号処理回路2でのサンプルホールド処理及びCCD1
の出力動作の周波数に一致する。また、サンプリング周
波数fsの1/2以下の周波数成分については、CCD
1に照射される光の光路に回折格子等の光学的なローパ
スフィルタを設けることにより予め除去されており、2
次元フィルタ回路12の出力側には表れない。
w2、Iy2、Ic2を取り込み、それらを全て加算すること
で、前段フィルタ13の処理と合わせて垂直方向の3画
素に対するフィルタリング処理を完了させる。さらに、
各画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2の加算値に基づい
て、水平方向の3画素に対するフィルタリング処理を施
し、輝度データYを生成する。この結果、2次元フィル
タ回路12は、画像データI(n)に対して、水平方向及
び垂直方向の2方向でノッチフィルタを構成し、所定の
周波数成分を取り除く。詳しくは、図5に示すように、
サンプリング周波数fSの1/2の周波数成分を取り除
くことができる。尚、サンプリング周波数fsとは、A
/D変換回路3のサンプリング周波数であり、アナログ
信号処理回路2でのサンプルホールド処理及びCCD1
の出力動作の周波数に一致する。また、サンプリング周
波数fsの1/2以下の周波数成分については、CCD
1に照射される光の光路に回折格子等の光学的なローパ
スフィルタを設けることにより予め除去されており、2
次元フィルタ回路12の出力側には表れない。
【0018】以上のようにして生成される輝度データY
については、バランス補正回路16によって色成分毎の
ばらつきが補正されており、さらには、2次元フィルタ
回路12によってサンプリングノイズが取り除かれてい
るため、再生画像の輪郭を乱すモアレの原因となるノイ
ズ成分が大幅に抑圧されている。図6は、ラインメモリ
回路11及び2次元フィルタ回路12の前段フィルタ1
3の構成を示すブロック図で、図7は、2次元フィルタ
回路12の後段フィルタ14の構成を示すブロック図で
ある。
については、バランス補正回路16によって色成分毎の
ばらつきが補正されており、さらには、2次元フィルタ
回路12によってサンプリングノイズが取り除かれてい
るため、再生画像の輪郭を乱すモアレの原因となるノイ
ズ成分が大幅に抑圧されている。図6は、ラインメモリ
回路11及び2次元フィルタ回路12の前段フィルタ1
3の構成を示すブロック図で、図7は、2次元フィルタ
回路12の後段フィルタ14の構成を示すブロック図で
ある。
【0019】ラインメモリ回路11は、第1〜第3のラ
インメモリ21、22、23により構成される。第1〜
第3のラインメモリ21、22、23は、それぞれ1行
分の画像データI(n)を記憶する容量を有し、互いに直
列に接続されて画像データI(n)を1行単位で順次記憶
する。即ち、第1のラインメモリ21の読み出し出力が
第2のラインメモリ22の書き込み入力に接続され、さ
らに、第2のラインメモリ22の読み出し出力が第3の
ラインメモリ23の書き込み入力に接続され、第1及び
第2のラインメモリ21、22から読み出される画像デ
ータY2がそのまま第2及び第3のラインメモリ22、
23に書き込まれるように構成される。これにより、第
1〜第3のラインメモリ21、22、23には、連続す
る3行(j+1行、j行、j−1行)の画像データY2
(j+1)、Y2(j)、Y2(j-1)が記憶される。
インメモリ21、22、23により構成される。第1〜
第3のラインメモリ21、22、23は、それぞれ1行
分の画像データI(n)を記憶する容量を有し、互いに直
列に接続されて画像データI(n)を1行単位で順次記憶
する。即ち、第1のラインメモリ21の読み出し出力が
第2のラインメモリ22の書き込み入力に接続され、さ
らに、第2のラインメモリ22の読み出し出力が第3の
ラインメモリ23の書き込み入力に接続され、第1及び
第2のラインメモリ21、22から読み出される画像デ
ータY2がそのまま第2及び第3のラインメモリ22、
23に書き込まれるように構成される。これにより、第
1〜第3のラインメモリ21、22、23には、連続す
る3行(j+1行、j行、j−1行)の画像データY2
(j+1)、Y2(j)、Y2(j-1)が記憶される。
【0020】前段フィルタ13は、乗算器24及び加算
器25により構成される。乗算器24は、第2のライン
メモリ22から読み出される画像データImに乗数
「2」を乗算し、画像データIpとして出力する。加算
器25は、第1のラインメモリ21から読み出される画
像データIlと、第3のラインメモリ23から読み出さ
れる画像データInとを加算し、画像データIqとして出
力する。このようにして生成される画像データIp、Iq
については、それぞれが表す画像の重心が一致すると同
時に、互いのゲインも一致している。
器25により構成される。乗算器24は、第2のライン
メモリ22から読み出される画像データImに乗数
「2」を乗算し、画像データIpとして出力する。加算
器25は、第1のラインメモリ21から読み出される画
像データIlと、第3のラインメモリ23から読み出さ
れる画像データInとを加算し、画像データIqとして出
力する。このようにして生成される画像データIp、Iq
については、それぞれが表す画像の重心が一致すると同
時に、互いのゲインも一致している。
【0021】後段フィルタ14は、加算器26、第1〜
第3のラッチ27、28、29、乗算器30、加算器3
1及び除算器32より構成される。加算器26は、各画
像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2をそれぞれ加算し、画
像データI2として第1のラッチ27に供給する。ここ
で、各画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2については、
図2及び図3に示す画像データIg1、Iw1、Iy1、Ic1
と同様に、それぞれ1画素(1列)おきの間欠的なデー
タであるため、加算器26では、常に2つの成分のみが
加算されることになる。この結果、画像データI2は、
目標画素が奇数行にあるとき、 W(l)+W(n)+2Cy(m)(=2W+2Cy) G(l)+G(n)+2Ye(m)(=2G+2Ye) の2種類の成分が交互に繰り返され、目標画素が偶数行
にあるとき、 Cy(l)+Cy(n)+2W(m)(=2W+2Cy) Ye(l)+Ye(n)+2G(m)(=2G+2Ye) の2種類の成分が交互に繰り返されることになる。第1
〜第3のラッチ27、28、29は、直列に接続されて
シフトレジスタを成し、連続する画像データI2(i+1)、
I2(i)、I2(i-1)をそれぞれ記憶する。乗算器30は、
第2のラッチ28にラッチされた画像データI2(i)に係
数「2」を乗算し、乗算結果を加算器31に供給する。
加算器31は、乗算器30から得られる乗算結果に、第
1のラッチ27にラッチされた画像データI2(i+1)と第
3のラッチ29にラッチされた画像データI2(i-1)とを
加算し、その加算結果を除算器32に供給する。除算器
32は、加算器31から与えられる加算結果を除数「1
6」で除算し、除算結果を輝度データYとして出力す
る。以上のように、輝度データYは、 Y=(I2(i+1)+2I2(i)+I2(i-1))/16 によって与えられることになる。尚、乗算器32の除数
については、輝度データYのビット数を画像データI
(n)と一致させる場合に「16」となるのであり、輝度
データYのビット数に制限がなければ、その他の値とす
ることも可能である。ここで、画像データI2が2W+
2Cy及び2G+2Yeの成分の繰り返しであることを
考えると、輝度データは、以下のようになる。
第3のラッチ27、28、29、乗算器30、加算器3
1及び除算器32より構成される。加算器26は、各画
像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2をそれぞれ加算し、画
像データI2として第1のラッチ27に供給する。ここ
で、各画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2については、
図2及び図3に示す画像データIg1、Iw1、Iy1、Ic1
と同様に、それぞれ1画素(1列)おきの間欠的なデー
タであるため、加算器26では、常に2つの成分のみが
加算されることになる。この結果、画像データI2は、
目標画素が奇数行にあるとき、 W(l)+W(n)+2Cy(m)(=2W+2Cy) G(l)+G(n)+2Ye(m)(=2G+2Ye) の2種類の成分が交互に繰り返され、目標画素が偶数行
にあるとき、 Cy(l)+Cy(n)+2W(m)(=2W+2Cy) Ye(l)+Ye(n)+2G(m)(=2G+2Ye) の2種類の成分が交互に繰り返されることになる。第1
〜第3のラッチ27、28、29は、直列に接続されて
シフトレジスタを成し、連続する画像データI2(i+1)、
I2(i)、I2(i-1)をそれぞれ記憶する。乗算器30は、
第2のラッチ28にラッチされた画像データI2(i)に係
数「2」を乗算し、乗算結果を加算器31に供給する。
加算器31は、乗算器30から得られる乗算結果に、第
1のラッチ27にラッチされた画像データI2(i+1)と第
3のラッチ29にラッチされた画像データI2(i-1)とを
加算し、その加算結果を除算器32に供給する。除算器
32は、加算器31から与えられる加算結果を除数「1
6」で除算し、除算結果を輝度データYとして出力す
る。以上のように、輝度データYは、 Y=(I2(i+1)+2I2(i)+I2(i-1))/16 によって与えられることになる。尚、乗算器32の除数
については、輝度データYのビット数を画像データI
(n)と一致させる場合に「16」となるのであり、輝度
データYのビット数に制限がなければ、その他の値とす
ることも可能である。ここで、画像データI2が2W+
2Cy及び2G+2Yeの成分の繰り返しであることを
考えると、輝度データは、以下のようになる。
【0022】
Y=(2W+2Cy+2(2G+2Ye)+2W+2Cy)/16
=(8R+16G+8B)/16
=R/2+G+B/2
このような演算は、全ての受光画素に対して同一の結果
となり、全ての受光画素から同一成分により構成される
輝度データYを得ることができる。
となり、全ての受光画素から同一成分により構成される
輝度データYを得ることができる。
【0023】ところで、バランス補正回路16から得ら
れる画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2については、画
像データIg1、Iw1、Iy1、Ic1にそれぞれ異なるゲイ
ン係数を乗算して得られるものであるため、図4に示す
ように、それぞれの飽和レベルが互いに異なっている。
例えば、相対的な感度が最も高く、最小のゲイン係数が
乗算されるW成分を表す画像データIw2の飽和レベルが
Dsaであるとすると、W成分よりも感度の低いYe成分
及びCy成分を表す画像データIy2、Ic2の飽和レベル
はDsaよりも高いDsbとなる。さらに感度の低いG成分
を表す画像データIg2の飽和レベルについては、Dsbよ
りもさらに高いDscとなる。このため、W成分に対応し
た受光画素が飽和状態になった後、即ち、図4で入射光
量がAを越えた時点から、バランス補正回路16では各
色成分のバランスの調整が不可能になる。従って、特定
の色成分(ここではW成分)が飽和状態となった時点
で、各色成分を表す画像データのレベルをクリップする
必要が生じる。しかしながら、各色成分を飽和レベルよ
りも小さいレベルでクリップすると、CCD1のダイナ
ミックレンジを十分に活用することができなる。
れる画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2については、画
像データIg1、Iw1、Iy1、Ic1にそれぞれ異なるゲイ
ン係数を乗算して得られるものであるため、図4に示す
ように、それぞれの飽和レベルが互いに異なっている。
例えば、相対的な感度が最も高く、最小のゲイン係数が
乗算されるW成分を表す画像データIw2の飽和レベルが
Dsaであるとすると、W成分よりも感度の低いYe成分
及びCy成分を表す画像データIy2、Ic2の飽和レベル
はDsaよりも高いDsbとなる。さらに感度の低いG成分
を表す画像データIg2の飽和レベルについては、Dsbよ
りもさらに高いDscとなる。このため、W成分に対応し
た受光画素が飽和状態になった後、即ち、図4で入射光
量がAを越えた時点から、バランス補正回路16では各
色成分のバランスの調整が不可能になる。従って、特定
の色成分(ここではW成分)が飽和状態となった時点
で、各色成分を表す画像データのレベルをクリップする
必要が生じる。しかしながら、各色成分を飽和レベルよ
りも小さいレベルでクリップすると、CCD1のダイナ
ミックレンジを十分に活用することができなる。
【0024】そこで、飽和状態となった受光画素に対応
する画像データをその他の画像データを用いて補償する
ように構成すれば、CCD1のダイナミックレンジの低
下を少なくすることが可能である。図8は、特定の色成
分を表す画像データが飽和したとき、その他の色成分を
表す画像データを用いて補償するようにした撮像装置の
構成を示すブロック図である。
する画像データをその他の画像データを用いて補償する
ように構成すれば、CCD1のダイナミックレンジの低
下を少なくすることが可能である。図8は、特定の色成
分を表す画像データが飽和したとき、その他の色成分を
表す画像データを用いて補償するようにした撮像装置の
構成を示すブロック図である。
【0025】この図において、CCD1からA/D変換
回路3までと、ラインメモリ回路11、色分離回路15
及びバランス補正回路16は、図1と同一である。ま
た、2次元フィルタ回路12は、前段フィルタ13のみ
図1と同一である。オーバークリップ回路17は、バラ
ンス補正回路16と後段フィルタ14’との間に設けら
れ、バランス補正回路16から入力される画像データI
g2、Iw2、Iy2、Ic2を所定のレベル以下にクリップし
て画像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3として出力する。
即ち、入力される画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2が
クリップレベルLに達していないときには、画像データ
Ig2、Iw2、Iy2、Ic2がそのまま画像データIg3、I
w3、Iy3、Ic3として出力され、画像データIg2、Iw
2、Iy2、Ic2がクリップレベルLを越えたときには、
一定値であるクリップレベルLが画像データIg3、Iw
3、Iy3、Ic3として出力される。このオーバークリッ
プ回路17のクリップレベルLは、画像データIg2、I
w2、Iy2、Ic2の各飽和レベルの内、最も低いレベルに
対応して設定される。例えば、図4に示すような特性を
示す画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2に対しては、ク
リップレベルはDsaまたはDsa以下に設定される。
回路3までと、ラインメモリ回路11、色分離回路15
及びバランス補正回路16は、図1と同一である。ま
た、2次元フィルタ回路12は、前段フィルタ13のみ
図1と同一である。オーバークリップ回路17は、バラ
ンス補正回路16と後段フィルタ14’との間に設けら
れ、バランス補正回路16から入力される画像データI
g2、Iw2、Iy2、Ic2を所定のレベル以下にクリップし
て画像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3として出力する。
即ち、入力される画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2が
クリップレベルLに達していないときには、画像データ
Ig2、Iw2、Iy2、Ic2がそのまま画像データIg3、I
w3、Iy3、Ic3として出力され、画像データIg2、Iw
2、Iy2、Ic2がクリップレベルLを越えたときには、
一定値であるクリップレベルLが画像データIg3、Iw
3、Iy3、Ic3として出力される。このオーバークリッ
プ回路17のクリップレベルLは、画像データIg2、I
w2、Iy2、Ic2の各飽和レベルの内、最も低いレベルに
対応して設定される。例えば、図4に示すような特性を
示す画像データIg2、Iw2、Iy2、Ic2に対しては、ク
リップレベルはDsaまたはDsa以下に設定される。
【0026】補償データ生成回路18は、バランス補正
回路16で生成される画像データIg2、Iw2、Iy2、I
c2の内、最も飽和レベルが高くなるもの、例えば、G成
分を表す画像データIg2を取り込み、この画像データI
g2及びクリップレベルLに基づいて補償データCを生成
する。そして、後段フィルタ14’は、画像データIg
3、Iw3、Iy3、Ic3を取り込み、各画像データIg3、
Iw3、Iy3、Ic3にそれぞれ補償データSを加算した
後、図1に示す後段フィルタ14と同一のフィルタリン
グ処理を施す。これにより、所定の周波数成分(サンプ
リング周波数fsの1/2の周波数)が取り除かれて輝
度データYが生成される。
回路16で生成される画像データIg2、Iw2、Iy2、I
c2の内、最も飽和レベルが高くなるもの、例えば、G成
分を表す画像データIg2を取り込み、この画像データI
g2及びクリップレベルLに基づいて補償データCを生成
する。そして、後段フィルタ14’は、画像データIg
3、Iw3、Iy3、Ic3を取り込み、各画像データIg3、
Iw3、Iy3、Ic3にそれぞれ補償データSを加算した
後、図1に示す後段フィルタ14と同一のフィルタリン
グ処理を施す。これにより、所定の周波数成分(サンプ
リング周波数fsの1/2の周波数)が取り除かれて輝
度データYが生成される。
【0027】このようにして輝度データYが生成される
と、感度の高い画素が飽和状態となっている場合でも、
補償データSを得る画素が飽和レベルに達するまでは、
図9に示すように、補償データSの増加に応じて感度の
高い画素に対応する画像データの値を擬似的に増加させ
ることができる。図10は、補償データ生成回路18の
構成を示すブロック図である。
と、感度の高い画素が飽和状態となっている場合でも、
補償データSを得る画素が飽和レベルに達するまでは、
図9に示すように、補償データSの増加に応じて感度の
高い画素に対応する画像データの値を擬似的に増加させ
ることができる。図10は、補償データ生成回路18の
構成を示すブロック図である。
【0028】補償データ生成回路18は、減算器33、
除算器34、アンダーフロー回路35及びラッチ36よ
り構成される。減算器33は、画像データIg2からオー
バークリップ回路17のクリップレベルLを減算し、そ
の減算結果を除算器34に供給する。除算器34は、減
算器33の減算結果を所定の係数nで除算し、その除算
結果をアンダーフロー回路35に供給する。即ち、減算
器33及び除算器34により、画像データIg2に対し
て、(Ig2−L)/nなる演算が実行される。アンダー
フロー回路35は、その演算結果の正負を判定し、演算
結果が正の値のときには、演算結果をそのまま補償デー
タSとし、負の値となったときには、演算結果を「0」
に置き換えて補償データSとする。ラッチ36は、アン
ダーフロー回路35から供給される補償データSを2デ
ータ期間だけ保持し、各データ期間に補償データSを後
段フィルタ14’に供給する。即ち、バランス補正回路
16から取り出される画像データIg2については、1画
素おきに間欠的に得られるため、補償データSも間欠的
になり、ラッチ36によって1画素分だけ補償データS
を保持することで後段フィルタ14’に補償データSを
連続的に供給できるようにしている。
除算器34、アンダーフロー回路35及びラッチ36よ
り構成される。減算器33は、画像データIg2からオー
バークリップ回路17のクリップレベルLを減算し、そ
の減算結果を除算器34に供給する。除算器34は、減
算器33の減算結果を所定の係数nで除算し、その除算
結果をアンダーフロー回路35に供給する。即ち、減算
器33及び除算器34により、画像データIg2に対し
て、(Ig2−L)/nなる演算が実行される。アンダー
フロー回路35は、その演算結果の正負を判定し、演算
結果が正の値のときには、演算結果をそのまま補償デー
タSとし、負の値となったときには、演算結果を「0」
に置き換えて補償データSとする。ラッチ36は、アン
ダーフロー回路35から供給される補償データSを2デ
ータ期間だけ保持し、各データ期間に補償データSを後
段フィルタ14’に供給する。即ち、バランス補正回路
16から取り出される画像データIg2については、1画
素おきに間欠的に得られるため、補償データSも間欠的
になり、ラッチ36によって1画素分だけ補償データS
を保持することで後段フィルタ14’に補償データSを
連続的に供給できるようにしている。
【0029】図11は、補償データ生成回路18の他の
構成を示すブロック図である。この補償データ生成回路
18’は、図10に示す補償データ生成回路18のラッ
チ36に代えて、第1〜第3のラッチ37〜39、乗算
器40、加算器41及び除算器42が画像データIg2の
入力側に接続される。各ラッチ37〜39は、直列に接
続されて3段のシフトレジスタを構成し、画像データI
g2を3画素分保持する。但し、画像データIg2は、1画
素おきの間欠的なデータであるため、各ラッチ37〜3
9には1つおきにデータが保持される。例えば、第2の
ラッチ38に画像データIg2が保持されているときに
は、第1及び第3のラッチ37、39に画像データIg2
は保持されず、第1及び第3のラッチ37、39に画像
データIg2が保持されているときには、第2のラッチ3
8に画像データIg2は保持されない。乗算器40は、第
2のラッチ38に保持された画像データIg2に乗数
「2」を乗算し、乗算結果を加算器42に供給する。加
算器41は、乗算器40の乗算結果に第1及び第3のラ
ッチ37、39に保持された画像データIg2をそれぞれ
加算し、加算結果を除算器42に供給する。そして、除
算器42は、加算器41の加算結果を除数「2」で除算
し、除算結果を加算器33に供給する。この加算器33
以降の処理については、ラッチ36を除いて図10の補
償データ生成回路18と同一である。これらの第1〜第
3のラッチ37〜39、乗算器40、加算器41及び除
算器42によれば、第2のラッチ38にのみ画像データ
Ig2が保持されているときには、その画像データIg2が
そのまま加算器33に供給されることになり、第1及び
第3のラッチ37、39にのみ画像データIg2が保持さ
れているときには、各ラッチ37、39にそれぞれ保持
されている画像データIg2の平均値が加算器33に供給
される。従って、加算器33の入力段階で、画像データ
Ig2の間欠部分がその前後のデータで補間されており、
連続的に補償データSを生成することができる。この場
合、画像データIg2の間欠部分をその前後のデータの平
均値で補間しているため、図10に示す補償データ生成
回路18においてラッチ36で補間して補償データSを
生成する場合と比べて、より円滑な補償処理が可能にな
る。
構成を示すブロック図である。この補償データ生成回路
18’は、図10に示す補償データ生成回路18のラッ
チ36に代えて、第1〜第3のラッチ37〜39、乗算
器40、加算器41及び除算器42が画像データIg2の
入力側に接続される。各ラッチ37〜39は、直列に接
続されて3段のシフトレジスタを構成し、画像データI
g2を3画素分保持する。但し、画像データIg2は、1画
素おきの間欠的なデータであるため、各ラッチ37〜3
9には1つおきにデータが保持される。例えば、第2の
ラッチ38に画像データIg2が保持されているときに
は、第1及び第3のラッチ37、39に画像データIg2
は保持されず、第1及び第3のラッチ37、39に画像
データIg2が保持されているときには、第2のラッチ3
8に画像データIg2は保持されない。乗算器40は、第
2のラッチ38に保持された画像データIg2に乗数
「2」を乗算し、乗算結果を加算器42に供給する。加
算器41は、乗算器40の乗算結果に第1及び第3のラ
ッチ37、39に保持された画像データIg2をそれぞれ
加算し、加算結果を除算器42に供給する。そして、除
算器42は、加算器41の加算結果を除数「2」で除算
し、除算結果を加算器33に供給する。この加算器33
以降の処理については、ラッチ36を除いて図10の補
償データ生成回路18と同一である。これらの第1〜第
3のラッチ37〜39、乗算器40、加算器41及び除
算器42によれば、第2のラッチ38にのみ画像データ
Ig2が保持されているときには、その画像データIg2が
そのまま加算器33に供給されることになり、第1及び
第3のラッチ37、39にのみ画像データIg2が保持さ
れているときには、各ラッチ37、39にそれぞれ保持
されている画像データIg2の平均値が加算器33に供給
される。従って、加算器33の入力段階で、画像データ
Ig2の間欠部分がその前後のデータで補間されており、
連続的に補償データSを生成することができる。この場
合、画像データIg2の間欠部分をその前後のデータの平
均値で補間しているため、図10に示す補償データ生成
回路18においてラッチ36で補間して補償データSを
生成する場合と比べて、より円滑な補償処理が可能にな
る。
【0030】図12は、後段フィルタ14’の構成を示
すブロック図である。後段フィルタ14’は、図7に示
す後段フィルタ14に4つの加算器43〜46が付加さ
れて構成される。4つの加算器43〜46は、入力側に
接続され、各画像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3にそれ
ぞれ補償データSを加算する。これら各加算器43〜4
6の加算結果は、加算器26に供給され、全てが加算さ
れる。この加算器26以降の処理については、図7と同
一である。尚、各加算器43〜46については、画像デ
ータIg3、Iw3、Iy3、Ic3が入力されないときには、
加算を行わず、加算器26にデータを供給しない。実際
に各画像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3は、画像データ
Ig1、Iw1、Iy1、Ic1と同様に、1画素おきの間欠的
なデータであるため、各加算器43〜46では、常に画
像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3の内の2つに対して補
償データSの加算が行われることになる。また、4つの
加算器43〜46に代えて、補償データSを2倍する乗
算器を設け、その乗算結果を画像データIg3、Iw3、I
y3、Ic3と共に加算器26で加算するようにしても同じ
演算結果を得ることができる。
すブロック図である。後段フィルタ14’は、図7に示
す後段フィルタ14に4つの加算器43〜46が付加さ
れて構成される。4つの加算器43〜46は、入力側に
接続され、各画像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3にそれ
ぞれ補償データSを加算する。これら各加算器43〜4
6の加算結果は、加算器26に供給され、全てが加算さ
れる。この加算器26以降の処理については、図7と同
一である。尚、各加算器43〜46については、画像デ
ータIg3、Iw3、Iy3、Ic3が入力されないときには、
加算を行わず、加算器26にデータを供給しない。実際
に各画像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3は、画像データ
Ig1、Iw1、Iy1、Ic1と同様に、1画素おきの間欠的
なデータであるため、各加算器43〜46では、常に画
像データIg3、Iw3、Iy3、Ic3の内の2つに対して補
償データSの加算が行われることになる。また、4つの
加算器43〜46に代えて、補償データSを2倍する乗
算器を設け、その乗算結果を画像データIg3、Iw3、I
y3、Ic3と共に加算器26で加算するようにしても同じ
演算結果を得ることができる。
【0031】以上の実施例においては、垂直方向の3画
素及び水平方向の3画素の合計9画素の画像データに対
して2次元のフィルタリング処理を施す場合を例示した
が、フィルタリング処理を施す際の画素数については、
5画素あるいは7画素以上とすることも可能である。
素及び水平方向の3画素の合計9画素の画像データに対
して2次元のフィルタリング処理を施す場合を例示した
が、フィルタリング処理を施す際の画素数については、
5画素あるいは7画素以上とすることも可能である。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、モザイク型のカラーフ
ィルタが装着されたCCDを用いた撮像装置において、
色成分毎の感度のばらつきを補正し、さらに、2次元の
フィルタを構成することにより、輝度データに重畳され
るノイズを抑圧してモアレの発生を防止することができ
る。
ィルタが装着されたCCDを用いた撮像装置において、
色成分毎の感度のばらつきを補正し、さらに、2次元の
フィルタを構成することにより、輝度データに重畳され
るノイズを抑圧してモアレの発生を防止することができ
る。
【0033】さらに、特定の色成分の画素でオーバーフ
ローが生じたとき、その色成分を他の色成分を用いて表
すようにしたことで、補償用の画像データを得る色成分
でオーバーフローが生じるまでは、各色成分のバランス
が大きくくずれることがなくなる。従って、特定の色成
分の画素のオーバーフローによるノイズ成分の発生を抑
圧すると同時に、撮像素子のダイナミックレンジが狭く
なるの防止することができる。
ローが生じたとき、その色成分を他の色成分を用いて表
すようにしたことで、補償用の画像データを得る色成分
でオーバーフローが生じるまでは、各色成分のバランス
が大きくくずれることがなくなる。従って、特定の色成
分の画素のオーバーフローによるノイズ成分の発生を抑
圧すると同時に、撮像素子のダイナミックレンジが狭く
なるの防止することができる。
【図1】本発明の撮像装置の第1の実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】本発明の撮像装置の第1の動作を説明するタイ
ミング図である。
ミング図である。
【図3】本発明の撮像装置の第2の動作を説明するタイ
ミング図である。
ミング図である。
【図4】バランス補正回路で補正した画像データの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図5】2次元フィルタ回路の周波数特性を示す図であ
る。
る。
【図6】ラインメモリ及び前段フィルタの構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図7】後段フィルタの構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の撮像装置の第2の実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図9】補償データにより補償される画像データの特性
を示す図である。
を示す図である。
【図10】補償データ生成回路の構成を示すブロック図
である。
である。
【図11】補償データ生成回路のその他の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図12】後段フィルタの構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図13】従来の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図14】固体撮像素子に装着されるカラーフィルタの
構成図である。
構成図である。
【図15】固体撮像素子の色成分毎の出力電圧の特性を
表す図である。
表す図である。
1 CCD固体撮像素子
2 アナログ信号処理回路
3 A/D変換回路
4 色成分データ生成回路
5 輝度データ生成回路
11 ラインメモリ
12 2次元フィルタ回路
13 前段フィルタ
14 後段フィルタ
15 色分離回路
16 バランス補正回路
17 オーバークリップ回路
18 補償データ生成回路
21〜23 ラインメモリ
24、30、40 乗算器
25、26、31、33、41、43〜46 加算器
27〜29、36、37〜39 ラッチ
32、34、42 除算器
35 アンダーフロー回路
Claims (2)
- 【請求項1】 各種の色成分にそれぞれ対応付けられた
複数の受光画素がマトリクス配置され、入射光に応答し
て発生する情報電荷を各受光画素に蓄積する固体撮像素
子と、この固体撮像素子の出力に対して素子の出力動作
に同期したタイミングで信号処理を施し、所定のフォー
マットに従う画像信号を生成する信号処理回路と、上記
画像信号をデジタル化して上記固体撮像素子の各受光画
素に対応する第1の画像データを生成するA/D変換回
路と、上記各色成分に対応して個別に設定されるゲイン
を上記第1の画像データに与えて各色成分毎の平均レベ
ルが均一化された第2の画像信号を生成するバランス補
正回路と、上記第2の画像データに対して水平方向及び
垂直方向の適数画素を合成して輝度データを生成する2
次元フィルタ回路と、上記第2の画像データが一定のク
リップレベルを越えたときに上記第2の画像データをク
リップレベルに固定するクリップ回路と、上記第2の画
像データの内、特定の色成分に対応するデータを選択的
に取り出し、上記クリップ回路のクリップレベルとの差
に対して一定の係数を乗じて補償データを生成する補償
データ生成回路と、上記第2の画像データが上記クリッ
プ回路のクリップレベルを越えたときに上記補償データ
を上記クリップ回路のクリップレベルに加算して第3の
画像データを生成する加算回路と、を備えたことを特徴
とする撮像装置。 - 【請求項2】 上記補償データ生成回路は、上記バラン
ス補正回路で最大のゲイン係数が乗算される色成分のデ
ータを取り込んで補償データを生成することを特徴とす
る請求項1に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25388595A JP3499985B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25388595A JP3499985B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0998437A JPH0998437A (ja) | 1997-04-08 |
JP3499985B2 true JP3499985B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=17257482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25388595A Expired - Fee Related JP3499985B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3499985B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4286124B2 (ja) | 2003-12-22 | 2009-06-24 | 三洋電機株式会社 | 画像信号処理装置 |
JP4803178B2 (ja) | 2005-06-14 | 2011-10-26 | 株式会社ニコン | 画像処理装置、コンピュータプログラム製品および画像処理方法 |
JP5481248B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-04-23 | Hoya株式会社 | 縞ノイズを除去するための電子内視鏡システムの作動方法および電子内視鏡システム |
CN111064944B (zh) * | 2019-12-05 | 2021-11-02 | 华侨大学 | 一种无色恒常性白平衡方法 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25388595A patent/JP3499985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0998437A (ja) | 1997-04-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |