JP3837881B2

JP3837881B2 - 画像信号処理方法及び電子カメラ

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Publication number: JP3837881B2
Application number: JP32905597A
Authority: JP
Inventors: 成温滝澤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11164309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像信号処理方法及び装置に関し、特に、固体撮像素子で得た画像信号を高速に処理するに適した画像信号処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ型撮像素子やＭＯＳ型撮像素子などの固体撮像素子を用いる電子カメラでは、固体撮像素子から得た画像信号に各種信号処理を施して輝度（Ｙ）信号と色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）信号とを作成している。
【０００３】
この信号処理のブロックダイアグラムを図１０に示す。なお、ここでは、固体撮像素子のカラーフィルタがＹｅ（イエロー），Ｃｙ（シアン），Ｍｇ（マゼンタ），Ｇ（グリーン）の４色である場合を想定する。
【０００４】
まず、固体撮像素子から得られた上記４色の画像信号をＲＧＢ変換して、Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0信号を生成する。次に階調特性を補正する階調変換を行い、Ｒ0’，Ｇ0’，Ｂ0’信号を生成する。そして、Ｒ0’，Ｇ0’，Ｂ0’信号について狭帯域ＬＰＦ処理を施して、Ｒ1，Ｇ1，Ｂ1信号を生成する。さらにこの信号を色変換して、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を生成する。この後、ＣｂＣｒ変換を行って、Ｃｂ，Ｃｒ信号を得る。
【０００５】
また、固体撮像素子から得られた上記４色の画像信号を階調変換して、Ｙｅ’，Ｃｙ’，Ｍｇ’，Ｇ’信号を得る。この階調変換された信号について、広帯域ＬＰＦ処理を施して、輝度信号の高周波成分Ｙ＿highを生成する。また、前記階調変換された信号について、狭帯域ＬＰＦ処理を施して、輝度信号の低周波成分Ｙ＿lowを生成する。
【０００６】
そして、Ｙ＿highからＹ＿lowを差し引いて、エッジ信号Ｙ＿edgeを作成する。また、前記色変換で作成されたＲ，Ｇ，Ｂ信号についてＹ変換を行って、輝度信号の低周波成分Ｙ＿low’を作成する。そして、Ｙ＿edgeとＹ＿low’とを加算して輝度信号としてのＹ信号を作成する。なお、このＹ信号をエッジ強調してＹ’信号として最終的な輝度信号を得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにして輝度信号と色差信号とを得るようにしているが、上述した例では、２つの狭帯域ＬＰＦ処理と１つの広帯域ＬＰＦ処理との合計で３つのＬＰＦ処理が含まれている。
【０００８】
このＬＰＦ処理では、コンボリューション演算が必要であるため、演算量が多く、ＣＰＵや演算回路並びにソフトウェアに大きな負担を掛けている。従って、高速に演算可能なハードウェアやソフトウェアが必要とされていた。また、近年は固体撮像素子の画素数が増大してきており、ますます、演算量が増大している。
【０００９】
従って、本発明の目的は、コンボリューション演算の演算量を減らした状態で、固体撮像素子の画像信号から輝度信号と色差信号とを得ることが可能な画像信号処理方法及び装置を実現することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、課題を解決する手段としての発明は、以下に説明するものである。
（１）請求項１記載の発明は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子で得られた画像信号を処理して色差信号と輝度信号とを生成する画像信号処理方法であって、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎の画像信号の平均値を求め、前記平均値に対してＲＧＢ変換、色変換、階調変換を施した後に、ＹＣｒＣｂの比率に応じた所定画素数ブロック単位で信号を平均し、さらにＣｂＣｒ変換を施して色差信号ＣｂＣｒを作成し、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均値と、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均前の値とによって広帯域ローパスフィルタ処理を施して輝度信号高周波成分Ｙ＿ high を作成し、前記カラーフィルタ毎の画像信号の平均値をさらに平均して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を作成し、前記輝度信号高周波成分から前記輝度信号低周波成分を減算してエッジ信号Ｙ＿ edge を作成し、このエッジ信号をエッジ強調してエッジ信号Ｙ＿ edge ’を作成し、前記階調変換で作成された信号にＹ変換を施して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を作成し、輝度エッジ信号Ｙ＿ edge ’と輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を加算した後に階調変換して最終的な輝度信号Ｙ’を作成する、ことを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１１】
この画像信号処理方法では、色差信号の作成の際に、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎に画像信号の平均値を用いていることと、エッジ信号を作成する際に、カラーフィルタ毎に画像信号の平均値をさらに平均したものを用いていることにより、それぞれの処理で狭帯域ローパスフィルタが不要になる。従って、コンボリューション演算の演算量を減らした状態で、輝度信号と色差信号を作成することが可能になる。
【００１２】
（２）請求項２記載の発明は、（１）の画像信号処理方法において、前記広帯域ローパスフィルタの周波数振幅特性の振幅最大値を、１．０より大きく設定したことを特徴とする。
【００１３】
この画像信号処理方法では、広帯域ローパスフィルタから得られる輝度信号の低周波成分Ｙ＿highのエッジ部分が強調された状態になるため、後段のエッジ強調処理を省くことができる。
【００１４】
（３）請求項３記載の発明は、（１）の画像信号処理方法において、前記色差信号を作成する際に、あるブロック単位でＲＧＢ信号を平均し、その平均値から色差信号を求めるものであり、ブロック単位は、ＹＣｂＣｒの比率が４：２：０である場合に、２×２画素のブロックであることを特徴とする。
【００１５】
この画像信号処理方法では、色差信号を作成する際に、あるブロック単位で平均したＲＧＢ信号から色差信号を作成するので、電子カメラの色差信号の出力形態に合わせた状態で、効率の良い処理が可能になる。
【００１６】
（４）請求項４記載の発明は、（１）の画像信号処理方法において、前記エッジ強調に用いる所定の係数を、輝度に応じて変化させることを特徴とする。
この画像信号処理方法では、輝度に応じてエッジ強調の係数を変化させているので、低輝度の条件下でノイズの影響を抑えることができる。
【００１７】
（５）請求項５記載の発明は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子を備えた装置であって、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎の画像信号の平均値を求め、前記平均値に対してＲＧＢ変換、色変換、階調変換を施した後に、ＹＣｒＣｂの比率に応じた所定画素数ブロック単位で信号を平均し、さらにＣｂＣｒ変換を施して色差信号ＣｂＣｒを作成し、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均値と、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均前の値とによって広帯域ローパスフィルタ処理を施して輝度信号高周波成分Ｙ＿ high を作成し、前記カラーフィルタ毎の画像信号の平均値をさらに平均して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を作成し、前記輝度信号高周波成分から前記輝度信号低周波成分を減算してエッジ信号Ｙ＿ edge を作成し、このエッジ信号をエッジ強調してエッジ信号Ｙ＿ edge ’を作成し、前記階調変換で作成された信号にＹ変換を施して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を作成し、輝度エッジ信号Ｙ＿ edge ’と輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を加算した後に階調変換して最終的な輝度信号Ｙ’を作成する、ことを特徴とする装置である。
【００１８】
この装置では、色差信号の作成の際に、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎に画像信号の平均値を用いていることと、エッジ信号を作成する際に、カラーフィルタ毎に画像信号の平均値をさらに平均したものを用いていることにより、それぞれの処理で狭帯域ローパスフィルタが不要になる。従って、コンボリューション演算の演算量を減らした状態で、輝度信号と色差信号を作成することが可能になる。
【００１９】
（６）請求項６記載の発明は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子を備えた装置であって、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎の画像信号の平均値を求める第１の平均手段と、この第１の平均手段で求められた平均値に対してＲＧＢ変換を行ってＲ 0 Ｇ 0 Ｂ 0 信号を生成するＲＧＢ変換手段と、前記ＲＧＢ変換手段の変換結果に対して色変換と階調とを行ってＲ’Ｇ’Ｂ’信号を生成する色階調変換手段と、前記色階調変換手段の変換結果に対してＹＣｒＣｂの比率に応じた所定画素数ブロック単位で信号を平均する第２の平均手段と、前記第２の平均手段で求められた平均値に対してＣｂＣｒ変換を施して色差信号ＣｂＣｒを作成するＣｒＣｂ変換手段と、前記第１の平均手段で求められた平均値と、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均前の値とによって広帯域ローパスフィルタ処理を施して輝度信号高周波成分Ｙ＿ high を作成する広帯域ローパスフィルタ処理手段と、前記第１の平均手段で求められた平均値をさらに平均して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を作成する第３の平均手段と、前記輝度信号高周波成分Ｙ＿ high から前記輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を減算してエッジ信号Ｙ＿ edge を作成する減算手段と、このエッジ信号Ｙ＿ edge をエッジ強調してエッジ信号Ｙ＿ edge ’を作成するエッジ強調手段と、前記色階調変換手段で作成されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号にＹ変換を施して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を作成するＹ変換手段と、前記輝度エッジ信号Ｙ＿ edge ’と輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を加算する加算手段と、前記加算手段での加算結果を階調変換して最終的な輝度信号Ｙ’を作成する階調変換手段と、を備えたことを特徴とする装置である。
【００２０】
この装置では、色差信号作成手段での色差信号の作成の際に、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎に画像信号の平均値を用いていることと、エッジ信号作成手段でのエッジ信号を作成する際に、カラーフィルタ毎に画像信号の平均値をさらに平均したものを用いていることにより、それぞれの処理で狭帯域ローパスフィルタが不要になる。従って、コンボリューション演算の演算量を減らした状態で、輝度信号と色差信号を作成することが可能になる。
【００２１】
（７）請求項７記載の発明は、（６）の装置において、広帯域ローパスフィルタの周波数振幅特性の振幅最大値を、１．０より大きく設定したことを特徴とする。
【００２２】
この装置では、広帯域ローパスフィルタから得られる輝度信号の低周波成分Ｙ＿highのエッジ部分が強調された状態になるため、後段のエッジ強調処理を省くことができる。
【００２３】
（８）請求項８記載の発明は、（６）の装置において、前記第２の平均手段は、前記色差信号を作成する際に、あるブロック単位でＲＧＢ信号を平均し、その平均値から色差信号を求めるものであり、ブロック単位は、ＹＣｂＣｒの比率が４：２：０である場合に、２×２画素のブロックであることを特徴とする。
【００２４】
この装置では、色差信号を作成する際に、あるブロック単位で平均したＲＧＢ信号から色差信号を作成するので、装置の色差信号の出力形態に合わせた状態で、効率の良い処理が可能になる。
【００２５】
（９）請求項９記載の発明は、（６）の装置において、前記エッジ強調手段におけるエッジ強調に用いる所定の係数を、輝度に応じて変化させることを特徴とする。
【００２６】
この装置では、エッジ強調手段において、輝度に応じてエッジ強調の係数を変化させているので、低輝度の条件下でノイズの影響を抑えることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
＜電子カメラの電気的構成＞
まず、ここで図１を参照して本実施の形態例で使用する電子カメラの電気的構成について説明する。図１は本発明の実施の形態の電子カメラの全体の電気的な概略構成を示す機能ブロック図である。
【００２８】
この図１に示す電子カメラにおいて、レンズ１，開口絞り２等で構成された光学系を介して得られた光画像は、ＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、単にＣＣＤと言う）３の受光面に結像される。
【００２９】
なお、このＣＣＤ３の受光面には、各種の光学フィルタが配置されている。ＣＣＤ前面には、赤外線をカットする赤外カットフィルタ、空間周波数の低域のみを通過させる光学的ローパスフィルタが配置されている。また、ＣＣＤ３の受光面には、Ｒ，Ｇ，Ｂまたは、Ｙｅ，Ｃｙ，Ｍｇ，Ｇのカラーフィルタからなるモザイクフィルタが配置されている。
【００３０】
この実施の形態例では、図２に示すようなＹｅ，Ｃｙ，Ｍｇ，Ｇのモザイクフィルタを有する単板式のＣＣＤを用いた電子カメラを想定して説明を行う。また、この図２に示すモザイクフィルタを備えたＣＣＤは、６４４×４８８の素子を有しており、６４０×４８０画素の信号を生成するためのものである。
【００３１】
そして、この開口絞り２及びＣＣＤ３は、それぞれ露出制御回路５及びＣＣＤ駆動回路４により駆動される。ここで、ＣＣＤ３は受光面に結像された光画像を電荷量に光電変換し、ＣＣＤ駆動回路４からの転送パルスによってアナログの画像信号を出力する。
【００３２】
出力されたアナログの画像信号は、プリプロセス回路６においてＣＤＳ（相関二重サンプリング）処理でノイズが低減され、またＡＧＣにより利得の調整が行われ、ダイナミックレンジ拡大のためのニー処理などが行われる。
【００３３】
そして、Ａ／Ｄ変換器７によって所定ビット数のディジタル画像データに変換された後、メインＣＰＵ１２の制御によって画像用メモリ１４に記憶される。また、このディジタル画像データは、液晶表示装置１７に画像表示される。
【００３４】
画像圧縮回路１６は画像用メモリ１４に記憶された画像データについてＪＰＥＧ等の画像圧縮を行うもので、画像圧縮されたディジタル画像データは画像記録部１５に記録される。なお、パラメータ記憶用メモリ１３は画像処理に必要な各種パラメータを保持している。
【００３５】
また、タイミング発生回路８は各部の動作に必要な基準同期信号やクロックなどを生成し、各部に供給している。
サブＣＰＵ９は、モード設定のためのモードスイッチ１０と電源スイッチ１１との操作状態に従って装置の動作状態を決定し、メインＣＰＵ１２と露出制御回路５に指示を与える。
【００３６】
＜画像信号処理方法の説明＞
次に、電子カメラの動作における画像信号処理方法および装置の処理手順を説明する。ここでは、信号処理のブロックダイアグラムとして装置構成要件を示す図３及び処理手順を示すフローチャートとしての図４を参照して説明する。なお、本実施の形態例では従来例の説明と対応させて、ＣＣＤ３のカラーフィルタがＹｅ（イエロー），Ｃｙ（シアン），Ｍｇ（マゼンタ），Ｇ（グリーン）の４色である場合を想定する。
【００３７】
まず、固体撮像素子から得られた上記４色の画像信号について、初期位置から始めて（図４Ｓ１１）、注目画素周囲の所定領域（ここでは、５×５とする）内のカラーフィルタ毎の平均値を計算する（図４Ｓ１２）。
【００３８】
この平均値は、５×５領域の各色カラーフィルタの総和×平均化係数であり、各色の平均値を、Ｙｅ＿m，Ｃｙ＿m，Ｍｇ＿m，Ｇ＿mとすると、
Ｙｅ＿m＝Ｙｅ×ＡYe，
Ｃｙ＿m＝Ｃｙ＿s×ＡCy，
Ｍｇ＿m＝Ｍｇ＿s×ＡMg，
Ｇ＿m＝Ｇ＿s×ＡG，
となる。ここで、ＡX＝ホワイトバランス調整係数／５×５のＸ色についてのカラーフィルタの画素数，である。また、ＡYe＝1.0/9，ＡCy＝1.0235/6，ＡMg＝0.07033/6，ＡG＝0.7403/4，である。
【００３９】
このようにして求めたカラーフィルタ毎の平均値を用いて、後述するように輝度信号と色差信号とを並行して求める。ここでは、まず、色差信号を求める手順を先に説明する。
【００４０】
さきほど求めたカラーフィルタ毎の平均値をＲＧＢ変換して、Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0信号を生成する（図４Ｓ１３）。このＲＧＢ変換について、求めるＲ0，Ｇ0，Ｂ0信号とカラーフィルタの平均値Ｙｅ＿m，Ｃｙ＿m，Ｍｇ＿m，Ｇ＿mとの関係は以下のようになる。
【００４１】
【数１】

【００４２】
である。
さらにこの信号を色変換して、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を生成する（図４Ｓ１４）。次に階調特性を補正する階調変換を行い、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’信号を生成する（図４Ｓ１５）。
【００４３】
このように、本実施の形態例ではカラーフィルタ毎の平均値を用いることで、ＲＧＢ信号を作成する際の狭帯域ＬＰＦ処理が不要になり、演算量を少なくすることができる。
【００４４】
この後、注目画素が奇数番目の画素であるかを判定し（図４Ｓ１６）、奇数であれば、２×２画素毎でＲＧＢ信号を平均する（図４Ｓ１７）。そして、平均した得たＲ＿m，Ｇ＿m，Ｂ＿m信号にＣｂＣｒ変換を行って、Ｃｂ，Ｃｒ信号を得る（図４Ｓ１８）。このＣｂＣｒ変換は以下のように行う。
【００４５】
【数２】

【００４６】
なお、この２×２画素は、電子カメラとして一般的なＹＣｂＣｒ＝４：２：０方式の場合に色差信号を得るのに適した平均画素数である。従って、このようにすることでも、各画素ごとに演算をするのに比較して演算量を少なくすることができる。
【００４７】
そして、前述したように求めたカラーフィルタ毎の平均値を用いて、輝度信号を求める手順を以下に説明する。
まず、カラーフィルタ毎の平均値を用いて以下に示す広帯域ローパスフィルタ処理を行う（図４Ｓ２０）。この広帯域ローパスフィルタ処理としては、たとえば、図５のような重み付けのフィルタ係数を用いるとする。その場合、注目画素をＧ0とした場合にその周囲の５×５画素が図６のようになっているとすると、広帯域ローパスフィルタによって得られる輝度信号の高周波成分Ｙ＿highは以下のようになる。
Ｙ＿high＝［（13Ｇ0−Ｇ＿m）＋（5（Ｙｅ0＋Ｙｅ1）・0.7033−Ｙｅ＿m）
＋（5（Ｍｇ0＋Ｍｇ1）・1.0235−Ｍｇ＿m）＋Ｃｙ＿m］／16
なお、この広帯域ローパスフィルタの周波数振幅特性を図示すると、図７のようになる。この図７で横ｘ，ｙ軸は正規化空間周波数を表しており、１．０はナイキスト周波数を表している。
【００４８】
ここでは、広帯域ローパスフィルタの周波数振幅特性の振幅最大値を、１．０より大きく設定した状態を示している。このようにすると、広帯域ローパスフィルタから得られる輝度信号の高周波成分Ｙ＿highのエッジ部分が強調された状態になるため、後段のエッジ強調処理を省くことができる。
【００４９】
このように広帯域ローパスフィルタ処理すると、カラーフィルタの平均値と平均前のカラーフィルタの値とを用いて重み付けした加算処理が中心になっているので、従来の広帯域ローパスフィルタよりも演算量（特に乗算）を減らすことができる。
【００５０】
また、この広帯域ローパスフィルタ処理と並行して、カラーフィルタ毎の平均値を用いて、さらに平均値を求める（図４Ｓ２１）。ここで、カラーフィルタの平均値Ｙｅ＿m，Ｃｙ＿m，Ｍｇ＿m，Ｇ＿mと、さらにこれらの平均値である輝度信号の低周波成分Ｙ＿lowとの関係は以下のようになる。
【００５１】
Ｙ＿low＝（Ｙｅ＿m＋Ｃｙ＿m＋Ｍｇ＿m＋Ｇ＿m）／4
これは単純な平均であり、カラーフィルタ毎の平均値をさらに平均することで、演算量の多い狭帯域ＬＰＦ処理をすることなく同じ結果を得ることができるようになる。なお、この平均化によるローパスフィルタの周波数振幅特性を図示すると、図８のようになる。この図８で横ｘ，ｙ軸は正規化空間周波数を表しており、１．０はナイキスト周波数を表している。
【００５２】
そして、以上の広帯域ローパスフィルタ処理結果Ｙ＿highからカラーフィルタの平均値の平均Ｙ＿lowを差し引くことで、エッジ信号Ｙ＿edgeを作成する（図４Ｓ２２）。
【００５３】
このエッジ信号Ｙ＿edgeについて所定の係数をもってエッジ強調を行う（図４ｓ２３）。なお、エッジ強調に用いる所定の係数を輝度に応じて変化させることが、低輝度の条件下でノイズの影響を抑える点で好ましい。そこで、カラーフィルタの平均値の中の、Ｙｅ＿mとＣｙ＿mとをエッジ強調の係数として用いる。このエッジ強調の係数をαとすると、αとＹｅ＿m及びＣｙ＿mとの関係は図９のように表すことができる。ここでは、低輝度の領域でαを低下させ、それ以外ではαが一定になる状態を示している。
【００５４】
そして、前述した階調変換（図４Ｓ１５）で作成されたＲ’，Ｇ’，Ｂ’信号にＹ変換を施し、輝度信号の低周波成分Ｙ＿low’を作成する（図４Ｓ２４）。なお、このＹ変換処理は、以下の式で示すことができる。
【００５５】
Ｙlow’＝0.2990Ｒ’＋0.5870Ｇ’＋0.1140Ｂ’
そして、Ｙ＿edge’信号とＹ＿low’信号とを加算して輝度信号としてのＹ信号を作成する（図４Ｓ２５）。なお、このＹ信号の作成処理は、以下の式で示すことができる。
【００５６】
Ｙ＝Ｙ＿low’＋α（Ｙ＿high−Ｙ＿low）
ここで、αは前述のエッジ強調の係数である。
そして、このＹ信号を階調変換してＹ’信号として最終的な輝度信号を得る（図４Ｓ２６）。
【００５７】
以上のような輝度信号と色差信号とを得る処理を、図２に示したカラーフィルタの場合には、ＣＣＤ３の各画素について繰り返して行い、横６４０画素，縦４８０画素分の信号を得る（図４Ｓ２７〜Ｓ３０）。
【００５８】
本実施の形態例では以上のようにして輝度信号と色差信号とを得るようにしているが、従来の２つの狭帯域ＬＰＦ処理を平均化処理に置換することで、演算量を極めて少なく抑えることができるようになる。また、広帯域ローパスフィルタ処理についても、カラーフィルタ毎の平均値を用いることで演算量を抑えることができる。
【００５９】
すなわち、本実施の形態例によれば、コンボリューション演算のための演算量が少なくすることができ、ＣＰＵや演算回路並びにソフトウェアに大きな負担を強いることがなくなる。従って、高速に演算可能なハードウェアやソフトウェアを用いる必要がなくなる。また、近年は固体撮像素子の画素数が増大してきているが、演算量に余裕があるため、その場合にも容易に対応することができる。
【００６０】
なお、以上の説明で用いた数値や式などは一例であり、他の数値や式を用いることも可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上実施の形態例及び実施例と共に詳細に説明したように、この明細書記載の各発明によれば以下のような効果が得られる。
【００６２】
▲１▼請求項１，請求項５及び請求項６に記載の発明では、色差信号の作成の際に、所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎に画像信号の平均値を用いていることと、エッジ信号を作成する際に、カラーフィルタ毎に画像信号の平均値をさらに平均したものを用いていることにより、それぞれの処理で狭帯域ローパスフィルタが不要になる。従って、コンボリューション演算の演算量を減らした状態で、輝度信号と色差信号を作成することが可能になる。
【００６３】
▲２▼請求項２と請求項７に記載の発明では、広帯域ローパスフィルタから得られる輝度信号の低周波成分Ｙ＿highのエッジ部分が強調された状態になるため、後段のエッジ強調処理を省くことができる。
【００６４】
▲３▼請求項３と請求項８に記載の発明では、色差信号を作成する際に、あるブロック単位で平均したＲＧＢ信号から色差信号を作成するので、電子カメラの色差信号の出力形態に合わせた状態で、効率の良い処理が可能になる。
【００６５】
▲４▼請求項４と請求項９に記載の発明では、輝度に応じてエッジ強調の係数を変化させているので、低輝度の条件下でノイズの影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例で使用する電子カメラの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態例で使用するモザイクフィルタの配置例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態例の動作例を模式的に示すブロックダイヤグラムである。
【図４】本発明の実施の形態例の動作例を示すフローチャートである。
【図５】広帯域ローパスフィルタのフィルタ係数の一例を示す説明図である。
【図６】広帯域ローパスフィルタ処理の説明のための説明図である。
【図７】広帯域ローパスフィルタの処理の周波数振幅特性の説明のための特性図である。
【図８】ローパスフィルタの処理の周波数振幅特性の説明のための特性図である。
【図９】エッジ強調処理の説明のための特性図である。
【図１０】従来の装置の動作例を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１レンズ
２開口絞り
３ＣＣＤ
４ＣＣＤ駆動回路
５露出制御回路
６プリプロセス回路
７Ａ／Ｄ変換器
８タイミング発生回路
９サブＣＰＵ
１０モードスイッチ
１１電源スイッチ
１２メインＣＰＵ
１３パラメータ記憶用メモリ
１４画像用メモリ
１５画像記録部
１６画像圧縮回路
１７液晶表示装置

Claims

複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子で得られた画像信号を処理して色差信号と輝度信号とを生成する画像信号処理方法であって、
所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎の画像信号の平均値を求め、前記平均値に対してＲＧＢ変換、色変換、階調変換を施した後に、ＹＣｒＣｂの比率に応じた所定画素数ブロック単位で信号を平均し、さらにＣｂＣｒ変換を施して色差信号ＣｂＣｒを作成し、
前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均値と、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均前の値とによって広帯域ローパスフィルタ処理を施して輝度信号高周波成分Ｙ＿ high を作成し、前記カラーフィルタ毎の画像信号の平均値をさらに平均して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を作成し、前記輝度信号高周波成分から前記輝度信号低周波成分を減算してエッジ信号Ｙ＿ edge を作成し、このエッジ信号をエッジ強調してエッジ信号Ｙ＿ edge ’を作成し、前記階調変換で作成された信号にＹ変換を施して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を作成し、輝度エッジ信号Ｙ＿ edge ’と輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を加算した後に階調変換して最終的な輝度信号Ｙ’を作成する、
ことを特徴とする画像信号処理方法。
前記広帯域ローパスフィルタの周波数振幅特性の振幅最大値を、１．０より大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の画像信号処理方法。
前記色差信号を作成する際の前記ブロック単位は、ＹＣｂＣｒの比率が４：２：０である場合に、２×２画素のブロックであることを特徴とする請求項１記載の画像信号処理方法。
前記エッジ強調に用いる所定の係数を、輝度に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の画像信号処理方法。
複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子を備えた装置であって、
所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎の画像信号の平均値を求め、前記平均値に対してＲＧＢ変換、色変換、階調変換を施した後に、ＹＣｒＣｂの比率に応じた所定画素数ブロック単位で信号を平均し、さらにＣｂＣｒ変換を施して色差信号ＣｂＣｒを作成し、
前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均値と、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均前の値とによって広帯域ローパスフィルタ処理を施して輝度信号高周波成分Ｙ＿ high を作成し、前記カラーフィルタ毎の画像信号の平均値をさらに平均して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を作成し、前記輝度信号高周波成分から前記輝度信号低周波成分を減算してエッジ信号Ｙ＿ edge を作成し、このエッジ信号をエッジ強調してエッジ信号Ｙ＿ edge ’を作成し、前記階調変換で作成された信号にＹ変換を施して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を作成し、輝度エッジ信号Ｙ＿ edge ’と輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を加算した後に階調変換して最終的な輝度信号Ｙ’を作成する、
ことを特徴とする装置。
複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子を備えた装置であって、
所定領域の画像信号に対しカラーフィルタ毎の画像信号の平均値を求める第１の平均手段と、
この第１の平均手段で求められた平均値に対してＲＧＢ変換を行ってＲ 0 Ｇ 0 Ｂ 0 信号を生成するＲＧＢ変換手段と、
前記ＲＧＢ変換手段の変換結果に対して色変換と階調とを行ってＲ’Ｇ’Ｂ’信号を生成する色階調変換手段と、
前記色階調変換手段の変換結果に対してＹＣｒＣｂの比率に応じた所定画素数ブロック単位で信号を平均する第２の平均手段と、
前記第２の平均手段で求められた平均値に対してＣｂＣｒ変換を施して色差信号ＣｂＣｒを作成するＣｒＣｂ変換手段と、
前記第１の平均手段で求められた平均値と、前記所定領域の画像信号に対するカラーフィルタ毎の画像信号の平均前の値とによって広帯域ローパスフィルタ処理を施して輝度信号高周波成分Ｙ＿ high を作成する広帯域ローパスフィルタ処理手段と、
前記第１の平均手段で求められた平均値をさらに平均して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を作成する第３の平均手段と、
前記輝度信号高周波成分Ｙ＿ high から前記輝度信号低周波成分Ｙ＿ low を減算してエッジ信号Ｙ＿ edge を作成する減算手段と、
このエッジ信号Ｙ＿ edge をエッジ強調してエッジ信号Ｙ＿ edge ’を作成するエッジ強調手段と、
前記色階調変換手段で作成されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号にＹ変換を施して輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を作成するＹ変換手段と、
前記輝度エッジ信号Ｙ＿ edge ’と輝度信号低周波成分Ｙ＿ low ’を加算する加算手段と、
前記加算手段での加算結果を階調変換して最終的な輝度信号Ｙ’を作成する階調変換手段と、
を備えたことを特徴とする装置。
前記広帯域ローパスフィルタの周波数振幅特性の振幅最大値を、１．０より大きく設定したことを特徴とする請求項６記載の装置。
前記第２の平均手段は、前記色差信号を作成する際の前記ブロック単位として、ＹＣｂＣｒの比率が４：２：０である場合に、２×２画素のブロックとすることを特徴とする請求項６記載の装置。
前記エッジ強調手段におけるエッジ強調に用いる所定の係数を、輝度に応じて変化させることを特徴とする請求項６記載の装置。