JP4620095B2 - Ｙｍｃｇカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法 - Google Patents

Description

本発明は色彩補間の演算方法に関し、特に、ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイの色彩補間演算方法に関する。

現今ディジタル映像撮影系統は伝統原板の代りに映像センサ（ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）及び記憶カードが用いられている。ディジタル映像撮影系統の体積及び製作コストを減少するために、映像センサの前にカラー・フィルタ・アレイ（ＣＦＡ）を加入して、映像センサ上の各画素（pixel）が特定の単一色彩のみを得られるようにし、更に色彩補間の数学演算法により同一画素のその他色彩を得られるようにしていた。

目前ＣＣＤの分色方式はＲＧＢ原色分色法と、ＹＭＣＧ補色分色法との２種が常用されている。ＲＧＢ原色分色法は進入した光線を赤、緑、黄の三種の色に分ける方法であり、そしてＹＭＣＧ補色分色法は進入した光線を黄（Ｙｅ）、洋紅（Ｍｇ）、青（Ｃｙ）、緑（Ｇ）の４種顔色に分ける方法である。図１はＹＭＣＧ補色分色法見取図である。原始映像データ・アレイ１０において、各チェッカーは一個の画素を代表し、各画素は上記４種カラーの中の一種が検出される。ＹＭＣＧ補色分色法の特色は二つの垂直画素を加えて重複した２×２ユニット映像データ・アレイ１１に転換した後、図中のＣ１−Ｃ４のように再度転換されたユニット映像データ・アレイを利用して演算を行うと伝統原板に接近した色彩表現を有する。

色彩補間の演算法はフィルタ・モードのカラー・フィルタ・アレイ（ＣＦＡ）の不同により相違する。伝統の補間法は最近隣点（Nearest Neighbor）補間法、双線性（Bilinear）補間法を包含する。しかしながら上記２種の補間法は映像形状のエッジ部分をおぼろげにするので、いわゆるZipper effectを引起す。またこれより更に複雑な色彩補間法、例えば三次B-spline（cubic B-spline）補間法及び三次曲面補間法（cubic interpolation method）は上記エッジおぼろげの問題を改善できるが、演算が複雑、且つ関数が多いので、ハードウェアコストの増加及び反応時間の増長をもたらした。

従来の、例えばアメリカ特許５，３７３，３２２号は、先ず水平方向及び垂直方向の傾度（gradient）を計算し、算出された水平及び垂直方向の傾度を比較して、如何に両対角に位置する緑色に対して補間するかの、ＲＧＢカラー・フィルタ・アレイに適用される補間法を提出した（水平計又は垂直計算を採取する）。緑色の補間値を取得した時、再度該値を利用して、赤又は青の補間を取得した。しかしながら、該補間法は僅かにＲＧＢカラー・フィルタ・アレイしかに適用されず、ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに適用されない。

発明人は上記従来の技術の欠点に鑑み、鋭意実験及び研究を重ねた結果、ついに本発明の「ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法」を案出した。

エッジ画素を計算に列して補間後映像のおぼろげを引起す問題を回避できるように、又、演算前の判断ステップ免除しハードウェア資源を節約及び演算の速度を短縮するために、本発明人はエッジ情報（edge information）に納入して直接計算でき、如何なる演算前の判断ステップをも実行する必要がない、ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイの色彩補間法を提出した。

本発明の主なアイデアに基づいて提出された、ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法は、（Ａ）各映像データ組がＭ列にＮ行を乗じた複数個映像データ値により形成され、これにより各該映像データ組が第（Ｍ＋１）／２列、第（Ｎ＋１）／２行の一中心映像データ値を有する、複数個映像データ組を包括した映像データ・アレイを提供するステップと、（Ｂ）第１の映像データ組に対して第１の補間演算を進行し、これにより該第１の映像データ組の第１の中心映像データ値即ち該第１の補間演算の目標映像データ値の横方向色彩補間値を得るステップと、（Ｃ）該第１の映像データ組に対して第２の補間演算を進行し、これにより該第１の映像データ組の該第１の中心映像データ値即ち該第２の補間演算の目標映像データ値の縦方向色彩補間値を得るステップと、（Ｄ）該第１の映像データ組に対して第３の補間演算を進行し、これにより該第１の映像データ組の該第１の中心映像データ値即ち該第３の補間演算の目標映像データ値の傾斜方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなる。

その中、該第１の補間演算は（I）該第１の補間演算の目標映像データ値と同列の中第１の特定行の複数個映像データ値に対し、一均等値の計算を進行して横方向色彩の均等値を得るステップと、（II）該第１の補間演算の目標映像データ値と同列の中第２の特定行の複数個映像データ値に対し、第１のエッジ計算を進行して横方向色彩エッジ値を得るステップと、（III）該横方向色彩均等値及び該横方向色彩エッジ値に対し、綜合演算を進行して、該第１の補間演算の目標映像データ値の該横方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなる。

該第２の補間演算は（I）該第２の補間演算の目標映像データ値と同行の中第１の特定列の複数個映像データ値に対し、該均等値の計算を進行して縦方向色彩の均等値を得るステップと、（II）該第２の補間演算の目標映像データ値と同行の中第２の特定列の複数個映像データ値に対し、第２のエッジ計算を進行して縦方向色彩エッジ値を得るステップと、（III）該縦方向色彩均等値及び該縦方向色彩エッジ値に対し、綜合演算を進行して該第２の補間演算の目標映像データ値の縦方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなる。

該第３の補間演算は（I）第３の補間演算の目標映像データ値と同行の中該第１の特定列の複数個第１の特定列映像データ値に対してそれぞれ該第１の補間演算を進行して、複数個第１の特定列横方向色彩補間値を得るステップと、（II）該等第１の特定列の横方向色彩補間値に対し、該均等値計算を進行して傾斜方向色彩均等値を得るステップと、（III）該第３の補間演算の目標映像データ値と同行の中該第２の特定列の複数個第２の特定列映像データ値に対し、それぞれ該第１の補間演算を進行して複数個第２の特定列横方向色彩補間値を得るステップと、（IV）該等第２特定列横方向色彩補間値に対し、該第２のエッジ計算を進行して傾斜方向色彩エッジ値を得るステップと、（V）該傾斜方向色彩均等値及び該傾斜方向色彩エッジ値に対し、該綜合演算を進行して該第３の補間演算の目標映像データ値の該傾斜方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなる。

好適には、該等複数映像データ組はそれぞれ第１のデータ列及び第２のデータ列の相間により組成され、該第１のデータ列は複数個第１の映像データ値及び複数個の第２の映像データ値の相間により組成され、且つ該等第１の映像データ値が第１の色彩である時、該等第２の映像データ値は第２の色彩であり、該等第２の映像データ列は複数個第３の映像データ値及び複数個第４映像データ値の相間により組成され、且つ該等第３の映像データ値が第３の色彩である時、該等第４の映像データ値は第４の色彩である。

好適には該第１の色彩は青及び緑により構成され、そして該第２の色彩は黄及び洋紅により構成され、該第３の色彩は青及び洋紅により構成され、そして該第４の色彩は黄及び緑により構成される。

好適にはＭの数値は５よりも小さくない第１の奇数であり、そしてＮの数値は５よりも小さくない第２の奇数である。

好適には、Ｍが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、該第１の特定行は偶数行であり、そして該第２の特定行は奇数行である。

好適には、Ｍが２ａ＋１且つａが３よりも小さくない奇数である時、該第１の特定行は奇数行であり、及び該第２の特定行は偶数行である。

好適にはＮが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、該第１の特定列は偶数列であり、該第２の特定列は奇数列である。

好適にはＮが２ａ＋１且つａが３より小さくない奇数である時、該第１の特定列は奇数列であり、そして該第２の定列は偶数である、該均等値計算は双線補間計算法を採用する。

好適には該第１のエッジ計算は３倍の目標映像データ値を該目標映像データ値と同列の該第２の特定行の映像データ値と相減じた後、第１の数値で割り、その中該第１の数値は該第２の特定行の行数に１を足したものである。

好適には、該第２のエッジ計算は３倍の目標映像データ値を該目標映像データ値と同行の該第２の特定列の映像データ値と相減じた後、第２の数値で割り、その中該第２の数値は該第２の特定列の列数に１を足したものである。

好適には該には該綜合計は相足し計算である。

発明人の他のアイデアに基づけば、本発明はＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法であり、以下の（Ａ）ステップと（Ｂ）ステップと（Ｃ）ステップと（Ｄ）ステップとを備えてなる。即ち：
（Ａ）複数個の以下のような映像データ組により形成された映像データ・アレイを提供する：
Ａ〔１〕〔１〕 Ｂ〔１〕〔２〕…Ａ〔１〕〔５〕
Ｃ〔２〕〔１〕 Ｄ〔２〕〔２〕…Ｃ〔２〕〔５〕
…………
Ａ〔５〕〔１〕 Ｂ〔５〕〔２〕…Ａ〔５〕〔５〕
その中該等映像データ組は複数個映像データ値により５列及び５行の該等映像データ組が形成され、該等映像データ値は第１の色彩値Ａ、第２の色彩値Ｂ、第３の色彩値Ｃ及び第４の色彩値Ｄの中の一つであり；
（Ｂ）第１の映像データ組に対して第１の補間演算を行うことにより該第１の映像データ組の−Ａ〔３〕〔３〕映像データ値の第２の色彩補間値Ｂ〔３〕〔３〕′を得、該第１の補間演算の演算ステップは
Ｂ〔３〕〔３〕′＝（Ｂ〔３〕〔２〕＋Ｂ〔３〕〔４〕）／２＋（Ａ〔３〕〔３〕^* ２−Ａ〔３〕〔１〕−Ａ〔３〕〔５〕）／４であり；
（Ｃ）該第１の映像データ組に対して第２の補間演算を進行することにより該第１の映像データ組の該Ａ〔３〕〔３〕映像データ値の第３の色彩補間値Ｃ〔３〕〔３〕′を得、該第２の補間演算の演算ステップは
Ｃ〔３〕〔３〕′＝（Ｃ〔２〕〔３〕＋Ｃ〔４〕〔３〕）／２＋（Ａ〔３〕〔３〕^* ２−Ａ〔１〕〔３〕−Ａ〔５〕〔３〕）／４であり；及び
（Ｄ）該第１の映像データ組に対して第３の補間演算を進行することにより、該第１の映像データ組の該Ａ〔３〕〔３〕映像データ値の第４の色彩補間値Ｄ〔３〕〔３〕′を得、該第３の補間演算の演算ステップは
Ｄ〔３〕〔３〕′＝（Ｄ〔２〕〔３〕′＋Ｄ〔４〕〔３〕′）／２＋（Ｂ〔３〕〔３〕^* ２−Ｂ〔１〕〔３〕′−Ｂ〔５〕〔３〕′）／４であり、
その中Ｄ〔２〕〔３〕′＝（Ｄ〔２〕〔２〕＋Ｄ〔２〕〔４〕）／２＋（Ｃ〔２〕〔３〕^* ２−Ｃ〔２〕〔１〕−Ｃ〔２〕〔５〕）／４，Ｄ〔４〕〔３〕′＝（Ｄ〔４〕〔２〕＋Ｄ〔４〕〔４〕）／２＋（Ｃ〔４〕〔３〕^* ２−Ｃ〔４〕〔１〕−Ｃ〔４〕〔５〕）／４，Ｂ〔５〕〔３〕′＝（Ｂ〔５〕〔２〕＋Ｂ〔５〕〔４〕）／２＋（Ａ〔５〕〔３〕^* ２−Ａ〔５〕〔１〕−Ａ〔５〕〔５〕）／４、及びＢ〔１〕〔３〕′＝（Ｂ〔１〕〔２〕＋Ｂ〔１〕〔４〕）／２＋（Ａ〔１〕〔３〕^* ２−Ａ〔１〕〔１〕−Ａ〔１〕〔５〕）／４である。

好適には、該等ステップは重複進行して該映像データ・アレイの該等データ値の第２ないし第４の色彩補間値を得ることができる。

本発明の又次のアイデアに基づくＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイの色彩補間法は以下のステップを備えてなり、即ち：
（Ａ）複数個映像データ組の映像データ・アレイを提供し、その中、各該映像データ組はＭ列にＮ行を乗じた複数個映像データ値により形成され、これにより各映像データ組は第（Ｍ＋１）／２列、第（Ｎ＋２）／２行の中心映像データ値を有してなるステップと、
（Ｂ）第１の映像データ組に対して第１の補間演算を進行することにより、該第１の映像データ組の第１の中心映像データ値即ち該第１の補間演算の目標映像データ値の横方向色彩補間値を得るステップと、
（Ｃ）該第１の映像データ組に対して第２の補間演算を進行することにより、該第１の映像データ組の該第１の中心映像データ値即ち該第２の補間演算の目標映像データ値の縦方向色彩補間値を得るステップと、
（Ｄ）該第１の映像データ組に対して第３の補間演算を行うことにより、該第１の映像データ組の該第１の中心映像データ値即ち該第３の補間演算の目標映像データ値の斜め方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなる。

その中、上記第１の補間演算は以下のステップを備えてなる。即ち：
（Ｉ）該第１の補間演算の目標映像データ値と同列の中の第１の特定行の複数個映像データ値に対し、均等値計算を進行して横方向色彩均等値を得るステップと、
（II）該第１の補間演算の目標映像データ値と同列中の第２特定行の複数個映像データ値に対し、第１のエッジ計算を進行して横方向色彩エッジ値を取得するステップと、
（III）該横方向色彩均等値及び該横方向色彩エッジ値に対し、綜合演算を進行して、該第１の補間演算の目標映像データ値の該横方向色彩補間値を取得するステップと、を備えてなる。

該第２の補間演算は（I）該第２の補間演算の目標映像データ値と同行の中の第１の特定列の複数個映像データ値に対し、均等値計算を進行して、該第２の補間演算の目標映像データ値の該縦方向色彩補間値を得るステップを備える。

該第３の補間演算は以下のステップを備えてなる。即ち：
（I）該第３の補間演算の目標映像データ値と同行の中該第１の特定列の複数個第１特定列映像データ値に対し、それぞれ第１の補間演算を進行して複数個第１の特定列の横方向色彩補間値を得るステップと、
（II）該等第１の特定列横方向色彩補間値に対し、該均等値計算を進行して該第３の補間演算の目標映像データ値の該傾斜方向の色彩補間値を得るステップと、を備えてなる。

好適には、該等複数個映像データ組はそれぞれ第１のデータ列及び第２のデータ列相間により組成され、該第１のデータ列は複数個第１の映像データ値及び複数個第２の映像データ値相間により組成され、且つ該等第１の映像データ値が第１の色彩である時、該等第２の映像データ値は第２の色彩であり、該等第２の映像データ列は複数個第３映像データ値及び複数個第４映像データ値相間により組成され、且つ該等第３の映像データ値が第３の色彩である時、該等第４の映像データ値は第４の色彩である。

好適には該第１の色彩は青色及び緑色により構成され、該第２の色彩は黄色及び洋紅色により構成され、該第３の色彩は青色及び洋紅色により構成され、そして該第４の色彩は黄色及び緑色により構成される。

好適には、該Ｍの数値は５よりも小さくない第１の奇数であり、そして該Ｎの数値は３よりも小さくない第２の奇数である。

好適には、該第１の特定行は偶数行であり、そして該第２の特定行は奇数行である。

好適にはＭが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、該第１の特定行は偶数行であり、そして該第２の特定行は奇数行である。

好適にはＭが２ａ＋１且つａが３よりも小さくない奇数である時、該第１の特定行は奇数行であり、そして該第２の特定行は偶数行である。

好適には、Ｎが２ａ＋１且つａが１よりも小さくない奇数である時、該第１の特定列は奇数列である。

好適には、Ｎが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、該第１の特定列は偶数列である。

好適には該均等値計算は双線性補間計算（bilinear interpolation）が採用される。

好適には、該第１のエッジ計算は３倍の目標映像データ値を該目標映像データ値と同列の該第２の特定行の映像データ値と互いに減じた後、第１の数値で割り、その中該第１の数値は該第２の特定行の行数に１を足したものである。

本発明の他のアイデアに基づくＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法は以下の（Ａ）ステップ、（Ｂ）ステップ、（Ｃ）ステップ及び（Ｄ）ステップを備えてなる。

（Ａ）複数個の以下のような映像データ組により形成された映像データ・アレイを提供する：
Ｃ〔２〕〔１〕 Ｄ〔２〕〔２〕…Ｃ〔２〕〔５〕
Ａ〔３〕〔１〕 Ｂ〔３〕〔２〕…Ａ〔３〕〔５〕
Ｃ〔４〕〔１〕 Ｄ〔４〕〔２〕…Ｃ〔４〕〔５〕
その中、該等映像データ組は複数個映像データ値により５列及び５行の該等映像データ組が形成され、該等映像データ値は第１の色彩値Ａ、第２の色彩値Ｂ、第３の色彩値Ｃ及び第４の色彩値Ｄの中の一つであり；
（Ｂ）第１の映像データ組に対し第１の補間演算を行うことにより該第１の映像データ組の−Ａ〔３〕〔３〕映像データ値の第２の色彩補間値Ｂ〔３〕〔３〕′を得、該第１の補間演算の演算ステップは
Ｂ〔３〕〔３〕′＝（Ｂ〔３〕〔２〕＋Ｂ〔３〕〔４〕）／２＋（Ａ〔３〕〔３〕^* ２−Ａ〔３〕〔１〕−Ａ〔３〕〔５〕）／４であり；
（Ｃ）該第１の映像データ組に対して第２の補間演算を進行することにより該第１の映像データ組の該Ａ〔３〕〔３〕映像データ値の第３の色彩補間値Ｃ〔３〕〔３〕′を得、該第２の補間演算の演算ステップは
Ｃ〔３〕〔３〕′＝（Ｃ〔２〕〔３〕＋Ｃ〔４〕〔３〕）／２であり；及び
（Ｄ）該第１の映像データ組に対して第３の補間演算を進行することにより、該第１の映像データ組の該Ａ〔３〕〔３〕映像データ値の第４の色彩補間値Ｄ〔３〕〔３〕′を得、該第３の補間演算の演算ステップは
Ｄ〔３〕〔３〕′＝（Ｄ〔２〕〔３〕′＋Ｄ〔４〕〔３〕′）／２、
その中Ｄ〔２〕〔３〕′＝（Ｄ〔２〕〔２〕＋Ｄ〔２〕〔４〕）／２＋（Ｃ〔２〕〔３〕^* ２−Ｃ〔２〕〔１〕−Ｃ〔２〕〔５〕）／４、
Ｄ〔４〕〔３〕′＝（Ｄ〔４〕〔２〕＋Ｄ〔４〕〔４〕）／２＋（Ｃ〔４〕〔３〕^* ２−Ｃ〔４〕〔１〕−Ｃ〔４〕〔５〕）／４である。

好適にはこれらステップは重複進行することにより、該映像データ・アレイの該等映像データ値の該第２ないし第４の色彩補間値を得ることができる。

上記の色彩補間法により、効果的に演算したい目標の水平及び垂直エッジ情報を納入して比較的よい補間値を得ることができると共に効果的ハードウェアのコストを低減することができる。

本発明のその他の目的、特徴及び利点は、図面を参照しながら以下好適な実施例を詳細に説明することにより一層理解できる。

本発明により提供される、ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイの色彩補間法の好適な実施例を説明する。しかし、これら実施例は比較的好適な例に過ぎず、本発明の実施はこれら好適な実施例に限定されない。言うなれば、この分野に熟知せる業者はこれに開示された技術の精神に基づいて他の実施例を類推できるが、これらはいずれも本発明の技術的範囲に属する。

図２は本発明の第１の好適な実施例においてＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイを通してサンプリングした後の映像アレイのその中の映像データ組を示す。該映像データ組は５列及び５行の２５個映像データ値により構成される。先行技術中で紹介されているように、各映像データ値は実際上の二個垂直画素により形成され、第１列、第３及び第５列はそれぞれＡ映像データ値及びＢ映像データ値を交互に配置することにより構成され、第２列及び第４列はＣ及びＤ映像データ値により構成される。本映像データ組において、Ａ３３は中心映像データ値であり、そしてＡ３３′，Ｂ３３′，Ｃ３３′及びＤ３３′はそれぞれＡ３３位置上において本発明ＹＭＣＧ色彩補間法で演算して得た原位色彩補間値（Ａ３３′）、横方向色彩補間値（Ｂ３３′）、縦方向色彩補間値（Ｃ３３′）及び傾斜方向色彩補間値（Ｄ３３′）を代表する。

その中Ａ３３が中心点にあるので、Ａ３３′原位色彩補間値は真実の映像データ値Ａ３３である。

Ａ３３位置のＢ３３′横方向色彩補間値にあっては、Ｂ３３′は水平（横方向）方向に隣近のＢ３２及びＢ３４があるのみであるから、横方向補間演算（第１の補間演算）しかしなかったが、先ず、Ａ３３と同列そして隣合う映像データ値に対し双線性補間法を進行して下式の通り、横方向色彩均等値Ｂｍ３３′を取得した：
Ｂｍ３３′＝（Ｂ３２＋Ｂ３４）／２ （１）
しかし、エッジ情報を考慮して、補間の結果をより鋭利にさせるために、水平方向の別の隣点Ａ３１，Ａ３３及びＡ３５の近似を利用して横方向色彩エッジ値Ｂｅ３３′を得た：
Ｂｅ３３′＝（Ａ３３×２−Ａ３１−Ａ３５）／４ （２）
（１）（２）を綜合したところ下式の結果を得た。

Ｂ３３′＝Ｂｍ３３′＋Ｂｅ３３′＝
〔（Ｂ３２＋Ｂ３４）／２＋（Ａ３３×２−Ａ３１−Ａ３５）〕／４ （３）
Ａ３３位置のＣ３３′縦方向色彩補間値に至っては、Ｃ３３′は垂直方向のみに近隣の映像データ値Ｃ２３及びＣ４３があるので、縦方向補間演算（第２の補間演算）のみを行い、Ａ３３と同行そして隣合うＣ２３及びＣ４３に対し双線性補間法を実行して縦方向色彩均等値Ｃｍ３３′を得た（式４）：
Ｃｍ３３′＝（Ｃ２３＋Ｃ４３）／２ （４）
同時に、エッジ情報を考慮して、補間の結果をより鋭利にさせるために、垂直方向の別の隣点Ａ１３，Ａ３３およびＡ５３の近似を利用して縦方向色彩エッジ値Ｃｅ３３′を得た：
Ｃｅ３３′＝（Ａ３３×２−Ａ１３−Ａ５３）／４ （５）
（１）（２）を綜合した結果、次の式を得た：
Ｃ３３′＝Ｃｍ３３′＋Ｃｅ３３′
＝〔（Ｃ２３＋Ｃ４３）／２＋（Ａ３３×２−Ａ１３−Ａ５３）〕／４ （６）
Ａ３３位置のＤ３３′傾斜方向色彩補間値に至っては、Ｄ３３′は水平方向及び垂直方向のいずれにも隣近の映像データ値Ｄ２２，Ｄ２４，Ｄ４２及びＤ４４があるので、縦方向及び横方向はいずれも補間を実行する必要がある（第３の補間演算）。上面の式（３）にならって、先ず横方向補間演算（第１の補間演算）を実行して、Ｃ２３及びＣ４３位置上のＤ２３′及びＤ４３′横方向色彩補間値を得た：
Ｄ２３′＝〔（Ｄ２２＋Ｄ２４）／２＋（Ｃ２３×２−Ｃ２１−Ｃ２５）〕／４ （７）
Ｄ４３′＝〔（Ｄ４２＋Ｄ４４）／２＋（Ｃ４３×２−Ｃ４１−Ｃ４５）〕／４ （８）
続いて同様に式（３）にならって、Ａ１３及びＡ５３位置上のＢ１３′及びＢ５３′横方向色彩補間値を得た：
Ｂ１３′＝〔（Ｂ１２＋Ｂ１４）／２＋（Ａ１３×２−Ａ１１−Ａ１５）〕／４ （９）
Ｂ５３′＝〔（Ｂ５２＋Ｂ５４）／２＋（Ａ５３×２−Ａ５１−Ａ５５）〕／４ （10）
最後式（６）にならって、Ａ３３位置のＤ３３′傾斜方向色彩補間値を得た：
Ｄ３３′＝〔（Ｄ２３′＋Ｄ４３′）／２＋（Ｂ３３′×２−Ｂ１３′−Ｂ５３′）〕／４ （11）
上記の類推及び補間法を利用し、ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイを通してサンプリングした各映像データ値について該映像データ値と対応し且つ該映像データ値を中心とする５×５の映像データ組を探し出すことができると共に、該映像データ値に対応する４個色彩補間値を順に求め得た。

上記に説明したように、ＹＭＣＧの特性は二つの垂直画素を加えた、重複した２×２ユニットに転換するので、垂直方向の演算は事実上２倍の画素であることから、容易にぼけるおそれがある。したがって、本発明人が一歩進んで本特色について提出した本発明の第２の好適な実施例は垂直方向エッジ情報の演算を省略して類似の効果を達成している。

図３は本発明の第２の好適な実施例においてＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイを通してサンプリングした後の映像アレイのその中の映像データ組を示す。該映像データ組は３列及び５行の１５個映像データにより構成される。先行技術で紹介されているように、各映像データ値は実際上の二個垂直画素により形成され、第３列はＡ映像データ値及びＢ映像データ値を交互に配置することにより構成され、第２列及び第４列はＣ及びＤ映像データ値により構成される。本映像データ組において、Ａ３３は中心映像データ値であり、そしてＡ３３′，Ｂ３３′，Ｃ３３′及びＤ３３′はそれぞれＡ３３位置上において本発明ＹＭＣＧ色彩補間法で演算して得た原位色彩補間値（Ａ３３′）、横方向色彩補間値（Ｂ３３′）、縦方向色彩補間値（Ｃ３３′）及び傾斜方向色彩補間値を代表する。

その中Ａ３３が中心点にあるので、Ａ３３′原位色彩補間値は真実の映像データ値Ａ３３である。

Ａ３３位置のＣ３３′縦方向色彩補間値にあっては、Ｃ３３′は垂直方向に隣近の映像データ値Ｃ２３及びＣ４３のみがあるので、ここでは縦方向補間は、垂直方向エッジデータ情報計算を省略する：
Ｃ３３′＝（Ｃ２３＋Ｃ４３）／２ （13）
Ａ３３位置のＤ３３′傾斜方向補間値に至っては、Ｄ３３′は水平及び垂直方向においていずれも隣近の映像データ値Ｄ２２，Ｄ２４，Ｄ４２及びＤ４４があるので、縦方向及び横方向はいずれも補間を進行する必要がある（第３の補間演算）。しかし縦方向における補間は上式（１３）と同様にエッジ情報の計算を省略する。式（７）及び（８）にならって先ずＤ２３′及びＤ４３′横方向色彩補間値を得る：
Ｄ２３′＝〔（Ｄ２２＋Ｄ２４）／２＋（Ｃ２３×２−Ｃ２１−Ｃ２５）〕／４ （14）
Ｄ４３′＝〔（Ｄ４２＋Ｄ４４）／２＋（Ｃ４３×２−Ｃ４１−Ｃ４５）〕／４ （15）
垂直エッジ情報の計算を省略したので、Ａ１３及びＡ５３位置上のＢ１３′及びＢ５３′横方向色彩補間値及びＢ３３′自体も省略して最後Ａ３３位置のＤ３３′傾斜方向色彩補間値を得た：
Ｄ３３′＝〔（Ｄ２３′＋Ｄ４３′）〕／２
本発明のハードウェアの実現部分について、図４即ち本発明の第１の好適な実施例により提供された色彩補間法ハードウェア架構図であって、主に静態ランドム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）の制御部分を開示する。それは第１列ないし第５列緩衝器４０１〜４０５、及び多重処理器４０６を包含する。本発明により提出されたＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイの色彩補間法は補間に少なくとも５列のデータを必要とするので、「書く前に読む」（Read before write）同期静態ランドム・アクセス・メモリ（Synchronous SRAM）は前記のデータを貯存するので５条列緩衝器（line buffer）しか必要としない。「書いた後に読む」（Read after write）モードの同期静態メモリは６条列緩衝器を必要とする（本図面に示していない）。

依拠上記の説明によれば、本発明第２の好適な実施例は、垂直方向エッジ情報の計算を省略したので、「書いた後に読む」モードの同期静態メモリについて言えば４条列緩衝器を使用して前記のデータを貯存する必要があり、これに対し「書く前に読む」同期静態メモリは３条列緩衝器しか必要としない。

要するに、本発明はＹＭＣＧＣＣＤの特性について、改良した演算法を利用して効果的に水平及び垂直方向のエッジ部分を検出することにより、良好な補間効果を生じた。しかしながら上記説明において述べた実施例は僅かに本発明の原理及び効果を説明するために過ぎず、本発明の技術的精神はこれに限定されず、付加クレームの範囲を逸脱しないかぎり、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。

ＹＭＣＧ補色分色法見取図である。 本発明の第１の好適な実施例においてＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイを通してサンプリングした後の映像アレイのその中の映像データ組を示す図である。 本発明の第２の好適な実施例においてＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイを通してサンプリングした後の映像アレイのその中の映像データ組を示す図である。 本発明の第１の好適な実施例により提供された色彩補間法ハードウェア架構図である。

符号の説明

１０ 原始映像データ・アレイ
１１ ユニット映像データ・アレイ
４０１ 第１列緩衝器
４０２ 第２列緩衝器
４０３ 第３列緩衝器
４０４ 第４列緩衝器
４０５ 第５列緩衝器
４０６ 多重処理器

Claims (15)

1. ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法であって、
   （Ａ）各映像データ組がＭ列にＮ行を乗じた複数個映像データ値により形成され、これにより各映像データ組が第（Ｍ＋１）／２列、第（Ｎ＋１）／２行の中心映像データ値を有する、複数個映像データ値を包括した映像データ・アレイを提供するステップと、
   （Ｂ）第１の映像データ組に対して第１の補間演算を実行し、これにより前記第１の映像データ組の第１の中心映像データ値即ち前記第１の補間演算の目標映像データ値の横方向色彩補間値を得るステップと、
   （Ｃ）前記第１の映像データ組に対して第２の補間演算を実行し、これにより前記第１の映像データ組の該第１の中心映像データ値即ち前記第２の補間演算の目標映像データ値の縦方向色彩補間値を得るステップと、
   （Ｄ）前記第１の映像データ組に対して第３の補間演算を実行し、これにより該第１の映像データ組の前記第１の中心データ値即ち前記第３の補間演算の目標映像データ値の傾斜方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなり：
   前記第１の補間演算は（I）前記第１の補間演算の目標映像データ値と同列の第１の特定行の複数個映像データ値に対し、均等値の計算を実行して横方向色彩均等値を得るステップと、（II）前記第１の補間演算の目標映像データ値と同列の第２の特定行の複数個の映像データ値に対し、第１のエッジ計算を実行して横方向色彩エッジ値を得るステップと、（III）前記横方向色彩均等値及び前記横方向色彩エッジ値に対し、加算演算を実行して前記第１の補間演算の目標映像データ値の該横方向色彩補間値を得るステップとを備えてなり；
   前記第２の補間演算は（I）前記第２の補間演算の目標映像データ値と同行の第１の特定列の複数個の映像データ値に対し、前記均等値の計算を実行して縦方向色彩均等値を得るステップと、（II）前記第２の補間演算の目標映像データ値と同行の第２の特定列の複数個の映像データ値に対し、第２のエッジ計算を実行して縦方向色彩エッジ値を得るステップと、（III）前記縦方向色彩均等値及び前記縦方向色彩エッジ値に対し、加算演算を実行して前記第２の補間演算の目標映像データ値の縦方向色彩補間値を得るステップとを備えてなり；
   前記第３の補間計算は（I）第３の補間演算の目標映像データ値と同行の前記第１の特定列の複数個の第１の特定列映像データ値に対してそれぞれ前記第１の補間演算を実行して、複数個の第１の特定列横方向色彩補間値を得るステップと、（II）前記第１の特定列横方向色彩補間値に対し、前記均等値の計算を実行して傾斜方向色彩均等値を得るステップと、（III）前記第３の補間演算の目標映像データ値と同行の前記第２の特定列の複数個の第２の特定列映像データ値に対し、それぞれ前記第１の補間演算を実行して複数個の第２の特定列横方向色彩補間値を得るステップと、（IV）前記第２の特定列横方向色彩補間値に対し、前記第２のエッジ計算を実行して傾斜方向色彩エッジ値を得るステップと、（V）前記傾斜方向色彩均等値及び前記傾斜方向色彩エッジ値に対し、前記加算演算を実行して前記第３の補間演算の目標映像データ値の前記傾斜方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなり、
   前記Ｍの数値は５よりも小さくない第１の奇数であり、そして前記Ｎの数値は５よりも小さくない第２の奇数であり、
   前記Ｍが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、前記第１の特定行は偶数行であり、そして前記第２の特定行は奇数行であり、
   前記Ｍが２ａ＋１且つａが３よりも小さくない奇数である時、前記第１の特定行は奇数行であり、及び前記第２の特定行は偶数行であり、
   Ｎが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、前記第１の特定列は偶数列であり、そして前記第２の特定列は奇数列であり、
   Ｎが２ａ＋１且つａが３よりも小さくない奇数である時、前記特定列は奇数列であり、そして前記第２の特定列は偶数列である、色彩補間法。
2. 前記複数映像データ組はそれぞれ第１のデータ列及び第２のデータ列を交互に配置することにより組成され、前記第１のデータ列は複数の第１の映像データ値及び複数の第２の映像データ値を交互に配置することにより組成され、且つ前記複数の第１の映像データ値が第１の色彩である時、前記複数の第２の映像データ値は第２の色彩であり、前記複数の第２の映像データ列は複数の第３の映像データ値及び複数の第４の映像データ値を交互に配置することにより組成され、且つ前記複数の第３の映像データ値が第３の色彩である時、前記複数の第４の映像データ値は第４の色彩である請求項１記載の色彩補間法。
3. 前記第１の色彩は青及び緑により構成され、そして前記第２の色彩は黄及び洋紅により構成され、前記第３の色彩は青及び洋紅により構成され、そして前記第４の色彩は黄及び緑により構成される請求項２記載の色彩補間法。
4. 前記均等値計算は双線性補間計算法（bilinear interpolation）が採用される請求項１記載の色彩補間法。
5. 前記第１のエッジ計算は２倍の目標映像データ値を該目標映像データ値と同列の前記第２の特定行の映像データ値と互いに減じた後、第１の数値で割り、該第１の数値は該第２の特定行の行数に１を足したものである請求項１記載の色彩補間法。
6. 前記第２のエッジ計算は２倍の目標映像データ値を前記目標映像データ値と同行の前記第２の特定列の映像データ値と互いに減じた後、第２の数値で割り、該第２の数値は前記第２の特定列の列数に１を足したものである請求項１記載の色彩補間法。
7. ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法であって以下のステップ（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）を備えてなり、即ち
   （Ａ）複数個の以下のような映像データ組により形成された映像データ・アレイを提供する：
   Ａ１１ Ｂ１２…Ａ１５
   Ｃ２１ Ｄ２２…Ｃ２５
   …………
   Ａ５１ Ｂ５２…Ａ５５
   ここで、前記複数映像データ組は複数個映像データ値により５列及び５行の映像データ組が形成され、前記複数の映像データ値は第１の色彩値Ａ、第２の色彩値Ｂ、第３の色彩値Ｃ及び第４の色彩値Ｄの中の一つであり；
   （Ｂ）第１の映像データ組に対して第１の補間演算を行うことにより前記第１の映像データ組のＡ３３映像データ値の第２の色彩補間値Ｂ３３′を得、前記第１の補間ステップの演算ステップは
   Ｂ３３′＝（Ｂ３２＋Ｂ３４）／２＋（Ａ３３×２−Ａ３１−Ａ３５）／４であり；
   （Ｃ）前記第１の映像データ組に対して第２の補間演算を実行することにより前記第１の映像データ組の前記Ａ３３映像データ値の第３の色彩補間値Ｃ３３′を得、前記第２の補間演算の演算ステップは
   Ｃ３３′＝（Ｃ２３＋Ｃ４３）／２＋（Ａ３３×２−Ａ１３−Ａ５３）／４であり；及び
   （Ｄ）前記第１の映像データ組に対して第３の補間演算を実行することにより前記第１の映像データ組の前記Ａ３３映像データ値の第４の色彩補間値Ｄ３３′を得、前記第３の補間演算の演算ステップは
   Ｄ３３′＝（Ｄ２３′＋Ｄ４３′）／２＋（Ｂ３３′×２−Ｂ１３′−Ｂ５３′）／４であり、
   ここで、Ｄ２３′＝（Ｄ２２＋Ｄ２４）／２＋（Ｃ２３×２−Ｃ２１−Ｃ２５）／４，
   Ｄ４３′＝（Ｄ４２＋Ｄ４４）／２＋（Ｃ４３×２−Ｃ４１−Ｃ４５）／４，
   Ｂ５３′＝（Ｂ５２＋Ｂ５４）／２＋（Ａ５３×２−Ａ５１−Ａ５５）／４、及び
   Ｂ１３′＝（Ｂ１２＋Ｂ１４）／２＋（Ａ１３×２−Ａ１１−Ａ１５）／４である、色彩補間法。
8. 前記ステップは重複実行して前記映像データ・アレイの前記複数映像データ値の前記第２ないし第４の色彩補間値を得ることができる請求項７記載の色彩補間法。
9. ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法であって、
   （Ａ）複数個映像データ組の映像データ・アレイを提供し、その中、各前記映像データ組はＭ列にＮ行を乗じた複数個映像データ値により形成され、各映像データ組は第（Ｍ＋１）／２列、第（Ｎ＋１）／２行の中心映像データ値を有してなるステップと、
   （Ｂ）第１の映像データ組に対して第１の補間演算を実行することにより、前記第１の映像データ組の第１の中心映像データ値即ち前記第１の補間演算の目標映像データ値の横方向色彩補間値を得るステップと、
   （Ｃ）前記第１の映像データ組に対して第２の補間演算を実行することにより前記第１の映像データ組の前記中心映像データ値即ち該第２の補間演算の目標映像データ値の縦方向色彩補間値を得るステップと、
   （Ｄ）前記第１の映像データ組に対して第３の補間演算を行うことにより、前記第１の映像データ組の前記第１の中心映像データ値即ち該第３の補間演算の目標データ値の傾斜方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなり：
   前記第１の補間演算は（I）前記第１の補間演算の目標映像データ値と同列の第１の特定行の複数個映像データ値に対し、均等値計算を実行して横方向色彩均等値を得るステップと、（II）前記第１の補間演算の目標映像データ値と同列中の第２の特定行の複数個映像データに対し、第１のエッジ計算を実行して横方向色彩エッジ値を取得するステップと、（III）前記横方向色彩均等値および前記横方向色彩エッジ値に対し加算演算を実行して、前記第１の補間演算の目標映像データ値の前記横方向色彩補間値を取得するステップと、を備えてなり；
   前記第２の補間演算は（I）前記第２の補間演算の目標映像データ値と同行の第１の特定列の複数個映像データ値に対し、均等値計算を実行して、前記第２の補間演算の目標映像データ値の前記縦方向色彩補間値を得るステップを備えてなり；
   前記第３の補間演算は（I）前記第３の補間演算の目標映像データ値と同行の前記第１の特定列の複数個の第１特定列映像データ値に対し、それぞれ第１の補間演算を実行して複数の第１の特定列の横方向色彩補間値を得るステップと、（II）前記第１の特定列横方向色彩補間値に対し前記均等値計算を実行して前記第３の補間演算の目標映像データ値の傾斜方向色彩補間値を得るステップと、を備えてなり、
   前記Ｍの数値は５よりも小さくない第１の奇数であり、そして前記Ｎの数値は３よりも小さくない第２の奇数であり、
   前記Ｍが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、前記第１の特定行は偶数行であり、そして、前記第２の特定行は奇数行であり、
   Ｍが２ａ＋１且つａが３よりも小さくない奇数である時、前記第１の特定行は奇数行であり、そして前記第２の特定行は偶数行であり、
   Ｎが２ａ＋１且つａが１よりも小さくない奇数である時、前記第１の特定列は奇数列であり、
   Ｎが２ａ＋１且つａが２よりも小さくない偶数である時、前記第１の特定列は偶数列である、色彩補間法。
10. 前記複数個映像データ組はそれぞれ第１のデータ列及び第２のデータ列を交互に配置することにより組成され、前記第１のデータ列は複数の第１の映像データ値及び複数の第２の映像データ値を交互に配置することにより組成され、且つ、前記複数の第１のデータ値が第１の色彩である時、前記複数の第２のデータ値は第２の色彩であり、前記複数の第２の映像データ列は複数の第３映像データ値及び複数の第４映像データ値を交互に配置することにより組成され、且つ前記複数の第３の映像データ値が第３の色彩である時、前記複数の第４の映像データ値は第４の色彩である請求項９記載の色彩補間法。
11. 前記第１の色彩は青色及び緑色により構成され、前記第２の色彩は黄色及び洋紅色により構成され、前記第３の色彩は青色及び洋紅色により構成され、そして前記第４の色彩は黄色及び緑色により構成される請求項１０記載の色彩補間法。
12. 前記均等値計算は双線性補間計算（bilinear interpolation）が採用される請求項９記載の色彩補間法。
13. 前記第１のエッジ計算は２倍の目標映像データ値を前記目標映像データ値と同列の前記第２の特定行の映像データ値と互いに減じた後、第１の数値で割り、前記第１の数値は前記第２の特定行の行数に１を足したものである請求項９記載の色彩補間法。
14. ＹＭＣＧカラー・フィルタ・アレイに用いられる色彩補間法は以下の（Ａ）ステップ、（Ｂ）ステップ、（Ｃ）ステップ及び（Ｄ）ステップを備えてなり、即ち
    （Ａ）複数個の以下のような映像データ組により形成された映像データ・アレイを提供する：
    Ｃ２１ Ｄ２２…Ｃ２５
    Ａ３１ Ｂ３２…Ａ３５
    Ｃ４１ Ｄ４２…Ｃ４５
    ここで、前記複数のデータ組は複数個映像データ値により５列及び３行複数映像データ組が形成され、前記複数の映像データ値は第１の色彩値Ａ、第２の色彩値Ｂ、第３の色彩値Ｃ及び第４の色彩値Ｄの中の一つであり；
    （Ｂ）第１の映像データ組に対し第１の補間演算を行うことにより前記第１の映像データ組のＡ３３映像データ値の第２の色彩補間値Ｂ３３′を得、前記第１の補間演算の演算ステップは
    Ｂ３３′＝（Ｂ３２＋Ｂ３４）／２＋（Ａ３３×２−Ａ３１−Ａ３５）／４であり；
    （Ｃ）前記第１の映像データ組に対して第２の補間演算を実行することにより前記第１の映像データ組の前記Ａ３３映像データ値の第３の色彩補間値Ｃ３３′を得、前記第２の補間演算の演算ステップは
    Ｃ３３′＝（Ｃ２３＋Ｃ４３）／２であり；及び
    （Ｄ）前記第１の映像データ組に対して第３の補間演算を実行することにより、前記第１の映像データ組の前記Ａ３３映像データ値の第４の色彩補間値Ｄ３３′を得、前記第３の補間演算の演算ステップは
    Ｄ３３′＝（Ｄ２３′＋Ｄ４３′）／２、
    ここで、Ｄ２３′＝（Ｄ２２＋Ｄ２４）／２＋（Ｃ２３×２−Ｃ２１−Ｃ２５）／４、
    Ｄ４３′＝（Ｄ４２＋Ｄ４４）／２＋（Ｃ４３×２−Ｃ４１−Ｃ４５）／４である、色彩補間法。
15. 前記複数のステップは重複実行することにより、前記映像データ・アレイの前記複数の映像データ値の前記第２ないし第４の色彩補間値を得ることができる請求項１４記載の色彩補間法。

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