JP4934991B2 - 撮像信号処理装置及び方法並びに撮像装置 - Google Patents
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Description
CMOSイメージセンサ3について説明をする。
CMOSイメージセンサ3には、光学系2からの被写体光が入射され、受光面上にその被写体光が結像される。
CMOSイメージセンサ3は、受光面にマトリクス状に配置された光電変換素子である画素を有している。各画素は、照射された光を光電変換するCMOSイメージセンサ3では、各画素に対応してCMOSスイッチが設けられているととともに、各CMOSスイッチをオン/オフするために、垂直及び水平選択線及びアドレス選択回路が設けられているCMOSイメージセンサ3では、CMOSスイッチを順次スイッチングしてゆくことによって、2次元配列された画素の値をラスタスキャンして読み出し、撮像信号を生成する。
CMOSイメージセンサには、この色フィルタの各領域を透過した光が入力されるCMOSイメージセンサは、この色フィルタのR,G,Bの光を透過させた位置に対応した画素から画素データG,画素データR,画素データBをそれぞれ生成する。撮像装置は、CMOSイメージセンサに入力される光に基づいて輝度信号を作成するとともに、色信号を作成する。
カメラ信号処理回路8について説明をする。
補間回路14について説明をする。
G画像信号補間部21には、欠陥補正回路13から出力された画像信号のうち、G成分の色信号(G信号)が入力される。入力されたG信号は、市松状の位置に画素にのみ、有効な信号が存在している。G画像信号補間部21は、G信号について画素値が存在しない部分の補間処理を行って、各補間画素データG’を生成する。つまり、G画像信号補間部21は、市松状の画素位置にのみ値が存在するG信号を、全ての画素位置で値が存在するG信号に変換する。
[1 0 6 0 1] / 8 … (式2)
サンプリングレート均一化部22には、欠陥補正回路13から出力された画像信号(R,G,B)が入力される。サンプリングレート均一化回路22は、各色の信号が有する信号帯域を同一にし、水平方向の帯域をそろえた色信号G”,R”,B”を生成する。
G16” = (G13’ + G17’ *3) /4 …(式4)
R15” = (R12’ + R16’ *3) /4 …(式6)
B24” = (B23’ *3 + B27’) /4 …(式7)
B26” = (B23’ + B27’ *3) /4 …(式8)
色差補間部23には、図10で示すような、サンプリングレート均一化部22から出力されたアップコンバート後の画像信号(R,G,B)が入力される。
例えば、画素G34”の位相の水平方向補間による色差R−G(R34h−G34h)は、(式9)で示す演算を行うことによって算出され、また、画素G34”の位相の水平方向補間による色差B−G(B34h−G34h)は、(式10)で示す演算を行うことによって算出される。
B34h−G34h = (B24” - (G23” + G25”) / 2 + B44” - (G43” + G45”) / 2 ) / 2 …(式10)
B34v−G34v = (B24” + B44”) / 2 - G34” …(式12)
B35h−G35h = ( (B24” + B26”) / 2 - G25” + (B44” + B46”) / 2 - G45” ) / 2 …(式14)
B35v−G35v = ( ( B24” + B44”) / 2 - G34” + ( ( B26” + B46”) / 2 - G36” ) / 2 …(式16)
相関値検出部24には、欠陥補正回路13から出力された画像信号のうち、図5に示すような、市松状に配列された画素に対応するGの画素データが入力される。
αh= 1 - Cv / (Cv + Ch) …(式22)
加重加算部25には、G画像信号補間部21により生成された水平方向の補間画素データGh’及び垂直方向の補間画素データGv’、並びに、色差補間部23により生成された水平方向補間による色差信号(R−G)h及び(B−G)h及び垂直方向補間による色差信号(R−G)v及び(R−B)vが入力される。
高域低域混合部26には、加重加算部25により生成されたG成分の補間画素データG’、及び、色差信号(R−G)及び(B−G)が入力される。
以上のように補間回路14では、サンプリングレート均一化部22が、G信号のサンプリングレートが、R/B信号と同一なるようにダウンコンバートした後に、原色ベイヤ配列と同様の画素配列となるようにアップコンバートしている。補間回路14では、その後、アップコンバートした信号により、全画素に対する色差信号(R−G,B−G)を生成して、生成した色差信号(R−G,B−G)に、高い帯域の状態のままで全画素の補間をしたG信号を加算してR,B信号を生成している。
Claims (9)
- 水平方向及び垂直方向に配列された画素から水平方向に並ぶ2画素毎に加算平均された赤色(R)信号及び青色(B)信号のサンプリングレートが緑色(G)信号のサンプリングレートよりも低く同一である撮像信号を読み出して出力する単板カラー撮像素子から出力された撮像信号に対して信号処理を行う撮像信号処理装置において、
前記G信号に関して水平方向に並んだ2画素毎に加算平均を取ることによって、水平方向における前記G信号のサンプリングレートと、水平方向における前記R信号及び前記B信号のサンプリングレートとを均一にするサンプリングレート均一化手段と、
前記サンプリングレート均一化手段によってサンプリングレートを均一にした信号のサンプリングレートを、前記単板カラー撮像素子の画素配置に合わせたサンプリングレートにアップコンバートした色差信号を生成する色差信号生成手段と
を備える撮像信号処理装置。 - 上記色差信号生成手段は、
G信号を、前記単板カラー撮像素子の画素配置に合わせたサンプリングレートにアップコンバートする緑補間部と、
生成した各色差信号に対して、前記緑補間部から出力されたG信号を加算して、R信号及びB信号を生成する加算部とを備える請求項1記載の撮像信号処理装置。 - G信号の水平方向の画素間の相関性及び垂直方向の画素間の相関性を算出する相関性算出部とを更に備え、
前記サンプリングレート均一化手段は、
G信号を水平方向にアップコンバートすることにより色差信号を生成する水平方向色差補間部と、
G信号を垂直方向にアップコンバートすることにより色差信号を生成する垂直方向色差補間部と、
前記相関性算出部により算出された水平方向及び垂直方向の相関性に応じて、水平方向色差補間部及び垂直方向色差信号補間部から出力された2つの色差信号を合成する合成部と
を有する請求項2記載の撮像信号処理装置。 - 水平方向及び垂直方向に配列された画素から水平方向に並ぶ2画素毎に加算平均された赤色(R)信号及び青色(B)信号のサンプリングレートが緑色(G)信号のサンプリングレートよりも低く同一である撮像信号を読み出して出力する単板カラー撮像素子から出力された撮像信号に対して信号処理を行う撮像信号処理方法において、
前記G信号に関して水平方向に並んだ2画素毎に加算平均を取ることによって、水平方向における前記G信号のサンプリングレートと、水平方向における前記R信号及び前記B信号のサンプリングレートとを均一にするサンプリングレート均一化ステップと、
前記サンプリングレート均一化ステップでサンプリングレートを均一にした信号のサンプリングレートを、前記単板カラー撮像素子の画素配置に合わせたサンプリングレートにアップコンバートした色差信号を生成する色差信号生成ステップと
を含む撮像信号処理方法。 - 上記色差信号生成ステップでは、
G信号を、前記単板カラー撮像素子の画素配置に合わせたサンプリングレートにアップコンバートし、
生成した各色差信号に対して、アップコンバートした前記G信号を加算して、R信号及びB信号を生成する請求項4記載の撮像信号の信号処理方法。 - G信号の水平方向の画素間の相関性及び垂直方向の画素間の相関性を算出する相関性算出ステップを更に含み、
上記色差信号生成ステップでは、
G信号を水平方向にアップコンバートすることにより色差信号を生成し、
G信号を垂直方向にアップコンバートすることにより色差信号を生成し、
上記相関性算出ステップで算出された水平方向及び垂直方向の相関性に応じて、2つの色差信号を合成する
請求項5記載の撮像信号の信号処理方法。 - 水平方向及び垂直方向に配列された画素から水平方向に並ぶ2画素毎に加算平均された赤色(R)信号及び青色(B)信号のサンプリングレートが緑色(G)信号のサンプリングレートよりも低く同一である撮像信号を読み出して出力する単板カラー撮像素子と、
上記単板カラー撮像素子から出力された撮像信号に含まれるG信号に関して水平方向に並んだ2画素毎に加算平均を取ることによって、水平方向における前記G信号のサンプリングレートと、水平方向における前記R信号及び前記B信号のサンプリングレートとを均一にするサンプリングレート均一化手段と、
前記サンプリングレート均一化手段によってサンプリングレートを均一にした信号のサンプリングレートを、前記単板カラー撮像素子の画素配置に合わせたサンプリングレートにアップコンバートした色差信号を生成する色差信号生成手段と
を備える撮像装置。 - 上記色差信号生成手段は、
G信号を、前記単板カラー撮像素子の画素配置に合わせたサンプリングレートにアップコンバートする緑補間部と、
前記色差信号生成部から出力された各色差信号に対して、前記緑補間部から出力されたG信号を加算して、R信号及びB信号を生成する加算部と
を備える請求項7記載の撮像装置。 - G信号の水平方向の画素間の相関性及び垂直方向の画素間の相関性を算出する相関性算出部とを更に備え、
前記サンプリングレート均一化手段は、
G信号を水平方向にアップコンバートすることにより色差信号を生成する水平方向色差補間部と、
G信号を垂直方向にアップコンバートすることにより色差信号を生成する垂直方向色差補間部と、
前記相関性算出部により算出された水平方向及び垂直方向の相関性に応じて、水平方向色差補間部及び垂直方向色差信号補間部から出力された2つの色差信号を合成する合成部とを有する請求項8記載の撮像装置。
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