JPH11122625A - Solid-state image pickup device and its signal processing method - Google Patents

Solid-state image pickup device and its signal processing method

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JPH11122625A
JPH11122625A JP9281546A JP28154697A JPH11122625A JP H11122625 A JPH11122625 A JP H11122625A JP 9281546 A JP9281546 A JP 9281546A JP 28154697 A JP28154697 A JP 28154697A JP H11122625 A JPH11122625 A JP H11122625A
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JP
Japan
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color
black
white
signal
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Application number
JP9281546A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Tachiki
繁行 立木
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a black/white video output with high gradation and high resolution in the case of photographing a character in addition to a conventional color video output by having only to mount a color solid-state image pickup element. SOLUTION: This device is provided with a color solid-state image pickup element 1, a pre-processing circuit 2, a color signal processing circuit 3, a correction coefficient calculation circuit, a black/white information generating circuit 5, a black/white signal processing circuit 6, and a selector circuit 4. Then the color signal processing circuit 3 generates a color video signal from R, G, B signals of color information of the color solid-state image pickup element 1 processed by the pre-processing circuit, and the black/white signal processing circuit 6 generates a black/white video signal generated by the black/white information generating circuit 5 based on the R, G, B signals of the color information of the color solid-state image pickup element 1 processed by the pre-processing circuit 2 and the correction coefficient calculated by the black/ white generating circuit 5. The selector circuit 4 selects a color video signal or a black/white video signal depending on a photographed object and outputs the selected video signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像処理の分野では、その対象と
なる画像情報の多様化と画像処理自体の高機能化に伴っ
て画像入力に用いられる固体撮像装置にも高性能化と高
機能化が求められている。固体撮像装置の性能の一つで
ある解像度は固体撮像装置に搭載される固体撮像素子の
構造により決定される。同じ画素数のカラー固体撮像素
子と白黒固体撮像素子の解像度を比較した場合、各光電
変換素子上に複数のカラーフィルタのパターンを形成し
隣接する光電変換素子の出力信号を演算することで輝度
信号と色信号を作成するカラー固体撮像素子の解像度
は、各光電変換素子の出力信号がそのまま輝度信号とな
る白黒固体撮像素子の解像度に比較して劣る。したがっ
て、文字を読み取る場合のように高い解像度を必要とす
る場合は、白黒固体撮像素子を用いた方が、白黒映像信
号ではあるが解像度の高い画像を得ることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of image processing, with the diversification of image information to be processed and the enhancement of functions of the image processing itself, solid-state imaging devices used for image input have also been improved in performance and functions. Is required. Resolution, which is one of the performances of the solid-state imaging device, is determined by the structure of the solid-state imaging device mounted on the solid-state imaging device. When comparing the resolution of a color solid-state image sensor with the same number of pixels as the resolution of a black-and-white solid-state image sensor, a luminance signal is obtained by forming a plurality of color filter patterns on each photoelectric conversion element and calculating the output signal of an adjacent photoelectric conversion element. The resolution of a color solid-state imaging device for generating color signals is inferior to the resolution of a monochrome solid-state imaging device in which the output signal of each photoelectric conversion element becomes a luminance signal as it is. Therefore, when a high resolution is required as in the case of reading a character, the use of a monochrome solid-state image sensor can provide a monochrome image signal but a high-resolution image.

【0003】一般に、画像入力用の固体撮像装置には、
色再現性を重視するカラー固体撮像素子を搭載した固体
撮像装置と、解像度を重視した白黒固体撮像素子を搭載
した固体撮像装置が用いられているが、一部には必要に
応じてカラー映像信号と白黒映像信号を選択して出力可
能なカラー固体撮像素子搭載の固体撮像装置も開発され
ている。
Generally, a solid-state imaging device for inputting an image includes:
A solid-state imaging device equipped with a color solid-state imaging device that emphasizes color reproducibility and a solid-state imaging device equipped with a black-and-white solid-state imaging device that emphasizes resolution are used. A solid-state imaging device equipped with a color solid-state imaging device capable of selecting and outputting a black and white video signal has also been developed.

【0004】このような機能を備えた従来の固体撮像装
置の動作原理を図2により説明する。図2は従来の固体
撮像装置の信号の流れを示した固体撮像装置の概略ブロ
ック図である。図2において、8はカラー固体撮像素
子、9は前処理回路、10はカラー信号処理回路、11
は二値化回路、12は白黒信号処理回路、13はセレク
タ回路である。
The principle of operation of a conventional solid-state imaging device having such a function will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic block diagram of a solid-state imaging device showing a signal flow of the conventional solid-state imaging device. In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a color solid-state imaging device, 9 denotes a preprocessing circuit, 10 denotes a color signal processing circuit, and 11 denotes a color signal processing circuit.
Is a binarizing circuit, 12 is a black and white signal processing circuit, and 13 is a selector circuit.

【0005】ここでは、赤色、緑色、青色の3種類(そ
れぞれ、以下R,G,Bと略す)のカラーフィルタを形
成しているカラー固体撮像素子を例に説明する。カラー
固体撮像素子8の各光電変換素子にはR,G,Bのカラ
ーフィルタが形成されていて、各光電変換素子からはそ
れぞれに対応したカラーフィルタの分光特性に応じて光
電変換された信号成分、すなわちR信号成分、G信号成
分、B信号成分で構成されるカラー出力信号が出力され
る。
Here, a color solid-state image pickup device forming three types of color filters of red, green and blue (hereinafter abbreviated as R, G and B, respectively) will be described as an example. R, G, and B color filters are formed in each photoelectric conversion element of the color solid-state imaging device 8, and a signal component photoelectrically converted from each photoelectric conversion element according to the spectral characteristics of the corresponding color filter. That is, a color output signal composed of the R signal component, the G signal component, and the B signal component is output.

【0006】前処理回路9はCDS(相関二重サンプリ
ング)回路、AGC/ガンマ回路、ADコンバータから
構成されている。CDS回路ではカラー出力信号のノイ
ズ成分を除去し、AGC/ガンマ回路ではカラー出力信
号のゲイン制御(オートゲインコントロール)とガンマ
補正を行い、ADコンバータではカラー出力信号をクロ
ックでサンプリングしてアナログ信号からデジタル信号
へ変換して次段のカラー信号処理回路10と二値化回路
11へと出力する。
The preprocessing circuit 9 comprises a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC / gamma circuit, and an AD converter. The CDS circuit removes noise components of the color output signal, the AGC / gamma circuit performs gain control (auto gain control) and gamma correction of the color output signal, and the AD converter samples the color output signal with a clock and converts it from an analog signal. The signal is converted into a digital signal and output to the color signal processing circuit 10 and the binarization circuit 11 at the next stage.

【0007】カラー信号処理回路10では、デジタル変
換されて入力されたカラー出力信号からR信号成分、G
信号成分、B信号成分をそれぞれ検出した後、このR信
号成分、G信号成分、B信号成分に基づいて、 Y=0.3R+0.59G+0.11B の関係式から輝度信号(Y)を作成し、さらにこの輝度
信号(Y)とR信号成分とB信号成分からR−Y信号と
B−Y信号を作成し、副搬送周波で二重平衡変調してク
ロマ信号(C)を作成する。最後に、輝度信号(Y)と
クロマ信号(C)と同期信号とを重畳させたカラー映像
信号を作成し、次段のセレクタ回路13へ出力する。
The color signal processing circuit 10 converts an R signal component, G
After detecting the signal component and the B signal component, a luminance signal (Y) is created from the relational expression of Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B based on the R signal component, the G signal component, and the B signal component, Further, an RY signal and a BY signal are created from the luminance signal (Y), the R signal component, and the B signal component, and a double balance modulation is performed at the sub-carrier frequency to create a chroma signal (C). Finally, a color video signal in which the luminance signal (Y), the chroma signal (C), and the synchronizing signal are superimposed is created and output to the selector circuit 13 at the next stage.

【0008】二値化回路11では前処理回路9にてデジ
タル変換されたカラー出力信号からR信号成分、G信号
成分、B信号成分をそれぞれ検出した後、R信号成分、
G信号成分、B信号成分の各信号レベルを各信号成分毎
にしきい値と比較することにより二値化して次段の白黒
信号処理回路12へ出力する。ここで、R信号成分をR
とし、G信号成分をGとし、B信号成分をBとし、R信
号成分のしきい値をR T とし、G信号成分のしきい値を
T とし、B信号成分のしきい値をBT とし、白出力信
号をSW とし、黒出力信号をSB とした場合、以下のよ
うに二値化される。この場合、しきい値以上の信号を白
出力信号SW とし、しきい値以下の信号を黒信号出力S
B として出力する。
[0008] In the binarization circuit 11, the digital signal is output by the preprocessing circuit 9.
R signal component and G signal from color-converted color output signal
After detecting the component and the B signal component, respectively, the R signal component,
The signal levels of the G signal component and the B signal component are set for each signal component.
Binarized by comparing with the threshold value
Output to the signal processing circuit 12. Here, the R signal component is R
, G signal component is G, B signal component is B, R signal
The threshold of the component TAnd the threshold value of the G signal component is
GTAnd the threshold value of the B signal component is BTAnd the white output signal
Issue SWAnd the black output signal is SBIf you say
It is binarized as follows. In this case, signals above the threshold
Output signal SWAnd the signal below the threshold value is output as the black signal output S
BOutput as

【0009】 R<RT のとき R→SB R≧RT のとき R→SW G<GT のとき G→SB G≧GT のとき G→SW B<BT のとき B→SB B≧BT のとき B→SW このように作成した白黒出力信号(白出力信号SW 、黒
出力信号SB )を次段の白黒信号処理回路12へ出力す
る。なお、一般に白黒信号処理回路でカラー出力信号に
対してそのまま白黒信号処理を行う場合にはカラーフィ
ルタの繰り返しパターンがFPN(固定パターンノイ
ズ)として映像出力に現れるのを防止するを目的として
白黒信号処理回路内にフィルタを挿入しているために、
周波数特性が劣化し、結果的に解像度が劣化する。この
不具合を解消するために二値化回路11を用いている。
つまり、二値化回路を挿入すると、FPNが解消し、白
黒信号処理回路内へのフィルタの挿入は不要となる。
[0009] R <when the G → S W B <B T when the G → S B G ≧ G T at the time when the R T R → S B R ≧ R T R → S W G <G T B → S B B ≧ B T B → S W The monochrome output signals (white output signal SW , black output signal S B ) created in this way are output to the monochrome signal processing circuit 12 at the next stage. In general, when a black-and-white signal processing circuit performs black-and-white signal processing on a color output signal as it is, the black-and-white signal processing is performed for the purpose of preventing a repeated pattern of a color filter from appearing in a video output as FPN (fixed pattern noise). Because a filter is inserted in the circuit,
The frequency characteristics deteriorate, and as a result, the resolution deteriorates. The binarizing circuit 11 is used to solve this problem.
That is, when the binarization circuit is inserted, the FPN is eliminated, and it becomes unnecessary to insert a filter into the black and white signal processing circuit.

【0010】白黒信号処理回路12では、二値化回路1
1でR信号成分、G信号成分、B信号成分をそれぞれ二
値化した白黒出力信号(白出力信号SW 、黒出力信号S
B )から輝度信号を作成する。そして、輝度信号と同期
信号とを重畳させた白黒映像信号を作成し、次段のセレ
クタ回路13に出力する。セレクタ回路13では対象と
する被写体がカラー画像か白黒画像かによって入力され
るカラー映像信号と白黒映像信号の任意の出力が可能と
なる。通常のカラーの被写体を撮像する場合にはカラー
映像信号を選択し、書類の文字に代表される白と黒の濃
淡で構成される被写体を撮像する場合には白黒映像信号
を選択する。
In the monochrome signal processing circuit 12, the binarizing circuit 1
The black and white output signal (white output signal SW and black output signal S
Create a luminance signal from B ). Then, a black-and-white video signal in which the luminance signal and the synchronizing signal are superimposed is created and output to the next-stage selector circuit 13. The selector circuit 13 can arbitrarily output a color video signal and a black-and-white video signal that are input depending on whether the target subject is a color image or a monochrome image. A color video signal is selected when capturing a normal color subject, and a monochrome video signal is selected when capturing a subject composed of white and black shades represented by characters on a document.

【0011】このような構成により対象とする被写体が
カラー画像か白黒画像かによってセレクタ回路13に入
力されるカラー映像信号と白黒映像信号の任意の出力が
可能となる。
With such a configuration, it is possible to arbitrarily output a color video signal and a black-and-white video signal input to the selector circuit 13 depending on whether the target subject is a color image or a monochrome image.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体撮像装置ではカラー固体撮像素子のR信号成分、G
信号成分、B信号成分の各出力信号をしきい値と比較し
て二値化するため、通常の白黒固体撮像素子搭載の固体
撮像装置と比較して、解像度は同等ではあるが濃淡の階
調のない画像出力となるという問題がある。
However, in the conventional solid-state imaging device, the R signal component and the G signal component of the color solid-state imaging device are used.
Since each output signal of the signal component and the B signal component is binarized by comparing the output signal with a threshold value, the resolution is the same as that of a solid-state image pickup device equipped with a normal black-and-white solid-state image pickup device, but the gradation is dark and light. There is a problem that an image is output without images.

【0013】本発明の目的は、カラー固体撮像素子を搭
載しながらも高解像度で高階調な白黒映像信号を得るこ
とができる固体撮像装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of obtaining a high-resolution and high-gradation black-and-white video signal while mounting a color solid-state imaging device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の固体撮像装置は、カラーフィルタが形成さ
れている光電変換素子が二次元状に配置され異なるカラ
ー情報を検出するカラー固体撮像素子と、カラー情報か
らカラー映像信号を作成するカラー信号処理回路と、カ
ラー情報を白黒情報に変換するための補正係数を用いて
カラー情報を白黒情報に変換する白黒情報作成回路と、
白黒情報から白黒映像信号を作成する白黒信号処理回路
と、カラー映像信号と白黒映像信号とを選択するセレク
タ回路とを備えている。
To achieve this object, a solid-state imaging device according to the present invention comprises a color solid-state device in which photoelectric conversion elements each having a color filter are arranged two-dimensionally to detect different color information. An image sensor, a color signal processing circuit that creates a color video signal from the color information, and a monochrome information creation circuit that converts color information into monochrome information using a correction coefficient for converting the color information into monochrome information,
A black-and-white signal processing circuit for generating a black-and-white video signal from black-and-white information and a selector circuit for selecting a color video signal and a black-and-white video signal are provided.

【0015】この構成によると、カラー固体撮像素子を
搭載するだけで、カラー被写体の場合にはカラー映像信
号を出力することができ、また高解像度を必要とする文
字等が表示された被写体を撮像する場合には解像度のあ
る白黒映像出力を得ることができる固体撮像装置を提供
することができ、高画質で高機能な画像入力用カメラを
実現することができる。
According to this configuration, a color image signal can be output in the case of a color subject only by mounting a color solid-state image pickup device, and an image of a subject on which characters or the like requiring high resolution are displayed is taken. In this case, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of obtaining a black-and-white video output with high resolution, and to realize a high-quality, high-performance image input camera.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の
形態の固体撮像装置の信号の流れを示した固体撮像装置
の概略ブロック図である。図1において、1はカラーフ
ィルタ(RGBフィルタ)が形成されている光電変換素
子が二次元状に配置され異なるカラー情報を検出するカ
ラー(CCD)固体撮像素子、2は前処理回路、3はカ
ラー情報からカラー映像信号を作成するカラー信号処理
回路、4AはR,G,Bのカラー情報を検出するRGB
検出回路、4BはR,G,Bのカラー情報に基づいて補
正係数を作成する補正係数作成回路、4Cは補正係数を
記憶する記憶手段(メモリ)、5はカラー情報と補正係
数とによりカラー情報を白黒情報に変換する白黒情報作
成回路、6は白黒情報から白黒映像信号を作成する白黒
信号処理回路、7はカラー映像信号と白黒映像信号とを
選択するセレクタ回路である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of a solid-state imaging device showing a signal flow of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a color (CCD) solid-state imaging device in which photoelectric conversion elements on which color filters (RGB filters) are formed are two-dimensionally arranged to detect different color information; 2, a preprocessing circuit; A color signal processing circuit for creating a color video signal from the information; 4A, RGB for detecting R, G, B color information;
A detection circuit, 4B is a correction coefficient creating circuit for creating a correction coefficient based on R, G, B color information, 4C is a storage means (memory) for storing the correction coefficient, and 5 is color information based on the color information and the correction coefficient. A black-and-white information processing circuit for generating a black-and-white video signal from the black-and-white information, and a selector circuit 7 for selecting a color video signal and a black-and-white video signal.

【0017】ここでは、3種(R,G,B)のカラーフ
ィルタを形成しているカラー固体撮像素子を例にとって
動作を説明する。基本的な信号の流れは従来の固体撮像
装置と同様である。カラー固体撮像素子1の各光電変換
素子にはR,G,Bのカラーフィルタが形成されてい
て、各光電変換素子からはそれぞれに対応したカラーフ
ィルタの分光特性に応じて光電変換された信号成分、つ
まりR信号成分、G信号成分、B信号成分で構成される
カラー出力信号が出力される。
Here, the operation will be described by taking a color solid-state image pickup device forming three kinds (R, G, B) of color filters as an example. The basic signal flow is the same as in a conventional solid-state imaging device. R, G, and B color filters are formed in each photoelectric conversion element of the color solid-state imaging device 1, and a signal component photoelectrically converted from each photoelectric conversion element according to the spectral characteristics of the corresponding color filter. That is, a color output signal composed of the R signal component, the G signal component, and the B signal component is output.

【0018】前処理回路2はCDS回路、AGC/ガン
マ回路、ADコンバータから構成されており、CDS回
路ではカラー出力信号のノイズ成分を除去し、AGC/
ガンマ回路ではカラー出力信号のゲイン制御(オートゲ
インコントロール)とガンマ補正を行い、ADコンバー
タではカラー出力信号をクロックでサンプリングしてア
ナログ信号からデジタル信号へ変換し、次段のカラー信
号処理回路3とRGB検出回路4Aへと出力する。
The pre-processing circuit 2 comprises a CDS circuit, an AGC / gamma circuit, and an AD converter. The CDS circuit removes noise components of the color output signal, and
The gamma circuit performs gain control (auto gain control) and gamma correction of the color output signal, and the AD converter samples the color output signal with a clock and converts the analog signal into a digital signal. Output to the RGB detection circuit 4A.

【0019】カラー信号処理回路3ではデジタル変換さ
れて入力したカラー出力信号からR信号成分、G信号成
分、B信号成分を検出した後、このR信号成分、G信号
成分、B信号成分に基づいて、 Y=0.3R+0.59G+0.11B の関係式から輝度信号(Y)を作成し、さらにこの輝度
信号(Y)とR信号成分とB信号成分からR−Y信号と
B−Y信号を作成し、副搬送周波で二重平衡変調してク
ロマ信号(C)を作成する。最後に、輝度信号(Y)と
クロマ信号(C)と同期信号とを重畳させたカラー映像
信号を作成し、次段のセレクタ回路7へ出力する。
The color signal processing circuit 3 detects an R signal component, a G signal component, and a B signal component from the digitally converted and input color output signal, and then, based on the R signal component, the G signal component, and the B signal component. , Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B, a luminance signal (Y) is generated, and an RY signal and a BY signal are generated from the luminance signal (Y), the R signal component, and the B signal component. Then, the chroma signal (C) is created by performing double balanced modulation with the subcarrier frequency. Finally, a color video signal in which the luminance signal (Y), the chroma signal (C), and the synchronizing signal are superimposed is created and output to the next-stage selector circuit 7.

【0020】RGB検出回路4Aではデジタル変換され
て入力したカラー出力信号からR信号成分、G信号成
分、B信号成分を検出し、白黒情報作成回路5と補正係
数作成正回路4Bへ送る。補正係数作成回路4Bでは、
カラー出力信号のカラー情報であるR信号成分、G信号
成分、B信号成分を白黒情報に変換して白黒信号を生成
するための補正係数を作成する。この補正係数の作成方
法は、以下の通りである。すなわち、同一輝度の光が入
射したときにカラー情報の各色成分毎に各々異なる出力
信号レベルに補正係数を乗じることで補正後のカラー情
報の色成分毎の出力信号レベルを互いに等しくもしくは
近似させるための補正係数を、同一輝度の光が入射した
ときにカラー情報の各色成分毎に各々異なる出力信号レ
ベルに基づいて算出する。具体的には、例えば、所定の
色温度の光源で照明した、全白の被写体を撮影し、この
ときに得られるカラー出力信号からR信号成分、G信号
成分、B信号成分を検出し、各色成分の出力信号レベル
に補正係数を乗じることで、補正後のカラー情報の色成
分毎の出力信号レベルが互いに等しくなるかもしくは近
似するような補正係数を、R信号成分、G信号成分、B
信号成分の出力信号レベルの比の逆数を求めることで、
算出する。
The RGB detection circuit 4A detects an R signal component, a G signal component, and a B signal component from the color output signal that has been digitally converted and input, and sends them to the monochrome information creating circuit 5 and the correction coefficient creating positive circuit 4B. In the correction coefficient creating circuit 4B,
An R signal component, a G signal component, and a B signal component, which are color information of a color output signal, are converted into black and white information to generate a correction coefficient for generating a black and white signal. The method of creating this correction coefficient is as follows. That is, when the light of the same luminance is incident, the output signal level for each color component of the corrected color information is equalized or approximated by multiplying the output signal level different for each color component of the color information by the correction coefficient. Are calculated based on output signal levels that are different for each color component of color information when light of the same luminance is incident. Specifically, for example, an all-white subject is illuminated with a light source having a predetermined color temperature, and an R signal component, a G signal component, and a B signal component are detected from a color output signal obtained at this time, and each color is detected. By multiplying the output signal level of the component by the correction coefficient, a correction coefficient such that the output signal level of each color component of the corrected color information becomes equal to or approximates to each other is calculated by the R signal component, the G signal component, and the B signal component.
By finding the reciprocal of the ratio of the output signal level of the signal component,
calculate.

【0021】ここで、補正係数の算出方法を照明の光源
の色温度が3200Kの場合について説明する。書類の
文字に代表される白と黒の濃淡で構成される被写体を色
温度が3200Kの光源を照明に用いて撮像した場合の
カラー固体撮像素子搭載の固体撮像装置の出力信号は、
各光電変換素子各々に対応したカラーフィルタの分光特
性によりカラー出力信号が出力され、前処理回路2にて
処理された後、R信号成分、G信号成分、B信号成分が
作成される。このときのR信号成分、G信号成分、B信
号成分の出力信号の比率は同じ3200Kの色温度の光
源の照明であれば被写体の濃淡という階調性に関係なく
常に一定となる。
Here, the method of calculating the correction coefficient will be described for the case where the color temperature of the light source of the illumination is 3200K. The output signal of a solid-state imaging device equipped with a color solid-state imaging device when an object composed of white and black shades represented by characters of a document is imaged using a light source having a color temperature of 3200K for illumination,
A color output signal is output based on the spectral characteristics of the color filter corresponding to each photoelectric conversion element, and after being processed by the preprocessing circuit 2, an R signal component, a G signal component, and a B signal component are created. At this time, the ratio of the output signal of the R signal component, the G signal component, and the output signal of the B signal component is always constant irrespective of the gradation, that is, the shading of the subject, when the light source has the same color temperature of 3200K.

【0022】そこで、例えば全白の被写体を撮影したと
きのR信号成分をRW とし、同じくG信号成分をGW
し、同じくB信号成分をBW とし、照明の光源の色温度
が3200Kの場合の補正係数を、R信号成分、G信号
成分、B信号成分のそれぞれに対応してk3200R ,k
3200G ,k3200B とした場合に、 k3200R ・RW =k3200G ・GW =k3200B ・BW の関係式が成り立つように、R信号成分、G信号成分、
B信号成分の補正係数k 3200R ,k3200G ,k3200B
算出し、各色成分毎の信号成分の信号レベルを補正係数
3200R ,k3200G ,k3200B で補正することで、補正
後のR信号成分、G信号成分、B信号成分を同じ信号レ
ベルに揃えることができる。これにより見かけ上同じ分
光特性をもつ光電変換素子の出力信号となる。つまり、
白黒固体撮像素子搭載の固体撮像装置で撮像した場合の
白黒出力信号に変換することができる。
Therefore, for example, if an image of an all-white subject is taken
R signal componentWAnd the G signal component is GWWhen
And the B signal componentWAnd the color temperature of the light source of the lighting
Is the R signal component and the G signal
K corresponding to each of the3200R, K
3200G, K3200BAnd k3200R・ RW= K3200G・ GW= K3200B・ BW The R signal component, the G signal component,
Correction coefficient k for B signal component 3200R, K3200G, K3200BTo
Calculates and corrects the signal level of the signal component for each color component.
k3200R, K3200G, K3200BBy correcting with
The subsequent R, G, and B signal components have the same signal level.
Can be aligned with the bell. This makes it seem the same
It becomes an output signal of a photoelectric conversion element having optical characteristics. That is,
When imaging with a solid-state imaging device equipped with a black and white solid-state imaging device
It can be converted to a monochrome output signal.

【0023】以上、色温度3200Kを例にして、補正
係数の算出方法について説明したが、実際にはあらかじ
め数種類の色温度別の補正係数を算出してメモリ等に格
納しておくことで、使用上考えられる光源に対応するこ
とができる。記憶手段4Cは、補正係数作成回路4Bで
マニュアル設定により作成した値をあるいは予め色温度
別に算出されている値を補正係数kR ,kG ,kB とし
て記憶している。なお、マニュアル設定の場合、上述の
ように、白画面を撮像(全面)して、外部からのトリガ
で補正係数作成回路4Bが演算して補正係数の値を求
め、これを記憶手段4Cに記憶させる。また、色温度別
の補正係数の値は、例えば、色温度3000K、500
0K、9000KでのCCDの分光特性から単純に演算
でき、その値が予め記憶手段4Cにされている。
Although the method of calculating the correction coefficient has been described using the color temperature of 3200K as an example, in practice, several kinds of correction coefficients for each color temperature are calculated in advance and stored in a memory or the like. It can correspond to the light source considered above. The storage unit 4C stores the values created by the manual setting in the correction coefficient creation circuit 4B or the values calculated in advance for each color temperature as the correction coefficients k R , k G , and k B. In the case of the manual setting, as described above, a white screen is imaged (over the entire surface), the correction coefficient creation circuit 4B calculates the value of the correction coefficient by an external trigger, and stores it in the storage unit 4C. Let it. Also, the values of the correction coefficients for each color temperature are, for example, 3000 K, 500
It can be simply calculated from the spectral characteristics of the CCD at 0K and 9000K, and the value is stored in the storage means 4C in advance.

【0024】白黒情報作成回路5では、記憶手段4Cか
ら読み出された各色成分毎の補正係数kR ,kG ,kB
を基にしてカラー出力信号を白黒出力信号r,g,bに
変換する。具体的には、白黒情報作成回路5では、RG
B検出回路4Aで検出されたR信号成分R、G信号成分
G、B信号成分Bに、記憶手段4Cから読み出された各
色成分毎の補正係数kR ,kG ,kB をそれぞれ乗ずる
ことで、白黒出力信号r,g,bに変換する。つまり、
次式が成り立つ。
In the black and white information generating circuit 5, the correction coefficients k R , k G , and k B for each color component read from the storage means 4C.
Is converted into black and white output signals r, g, and b based on. Specifically, in the black and white information creating circuit 5, RG
The R signal component R, G signal component G, and B signal component B detected by the B detection circuit 4A are multiplied by the correction coefficients k R , k G , and k B for each color component read from the storage unit 4C. To convert them into black and white output signals r, g, b. That is,
The following equation holds.

【0025】 kR ・R=r kG ・G=g kB ・B=b r=g=b このようにして作成した白黒出力信号r,g,bを次段
の白黒信号処理回路6に出力する。
K R · R = r k G · G = g k B · B = br = g = b The monochrome output signals r, g, b created in this way are sent to the next stage monochrome signal processing circuit 6. Output.

【0026】白黒信号処理回路6では、白黒情報作成回
路5から入力する白黒出力信号r,g,bを基に、同期
パルス等をエンコードして白黒映像信号を生成し、次段
のセレクタ回路7へ出力する。セレクタ回路7では、対
象とする被写体がカラー画像か白黒画像かによって入力
されるカラー映像信号と白黒映像信号の任意の出力が可
能となる。この場合、通常のカラーの被写体を撮像する
場合にはカラー映像信号を選択し、書類の文字に代表さ
れる白と黒の濃淡で構成される被写体を撮像する場合に
は白黒映像信号を選択すれば、カラー固体撮像素子を用
いて通常の白黒映像信号と遜色のない高階調で解像度の
ある白黒映像信号を得ることができる。
The black-and-white signal processing circuit 6 generates a black-and-white video signal by encoding a synchronization pulse and the like based on the black-and-white output signals r, g, and b input from the black-and-white information generation circuit 5. Output to The selector circuit 7 can arbitrarily output a color video signal and a black-and-white video signal that are input depending on whether the target subject is a color image or a monochrome image. In this case, select a color video signal to capture a normal color subject, and select a black-and-white video signal to capture a subject composed of white and black shades represented by characters on a document. For example, using a color solid-state imaging device, it is possible to obtain a high-gradation, high-resolution black-and-white video signal comparable to a normal black-and-white video signal.

【0027】なお、以上の説明では、R,G,Bの3色
のカラーフィルタを有するカラー固体撮像素子を有する
固体撮像装置の実施の形態について説明したが、カラー
固体撮像素子については、これに限らず、例えば4色の
カラーフィルタ(例えばイエロー、マゼンタ、グリー
ン、シアン)を有するカラー固体撮像素子を有する固体
撮像装置にも本発明を適用することができる。この場
合、色数の増加に対応して、補正係数が1つ増加するだ
けで、RGB検出回路、補正係数作成回路、記憶手段お
よび白黒情報作成回路の構成は、基本的には3色の場合
と同様である。
In the above description, the embodiment of the solid-state imaging device having the color solid-state imaging device having the three color filters of R, G, and B has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a solid-state imaging device having a color solid-state imaging device having four color filters (for example, yellow, magenta, green, and cyan). In this case, only the correction coefficient increases by one in response to the increase in the number of colors, and the configurations of the RGB detection circuit, the correction coefficient generation circuit, the storage means, and the monochrome information generation circuit are basically three-color cases. Is the same as

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明の固体撮像装置に
よれば、カラー固体撮像素子を搭載するだけで、カラー
被写体の場合にはカラー映像信号を出力することがで
き、また高解像度を必要とする文字等が表示された被写
体を撮像する場合には解像度のある白黒映像出力を得る
ことができる固体撮像装置を提供することができ、高画
質で高機能な画像入力用カメラを実現することができ
る。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, a color video signal can be output for a color subject only by mounting a color solid-state imaging device, and high resolution can be obtained. It is possible to provide a solid-state imaging device capable of obtaining a black-and-white video output with high resolution when capturing an image of a subject on which required characters and the like are displayed, and realize a high-quality and high-performance image input camera. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における固体撮像装置の概
略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の固体撮像装置の概略ブロック図をであ
る。
FIG. 2 is a schematic block diagram of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カラー固体撮像素子 2 前処理回路 3 カラー信号処理回路 4A RGB検出回路 4B 補正係数作成回路 4C 記憶手段 5 白黒情報作成回路 6 白黒信号処理回路 7 セレクタ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color solid-state imaging device 2 Preprocessing circuit 3 Color signal processing circuit 4A RGB detection circuit 4B Correction coefficient creation circuit 4C Storage means 5 Black and white information creation circuit 6 Black and white signal processing circuit 7 Selector circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カラーフィルタが形成されている光電変
換素子が二次元状に配置され異なるカラー情報を検出す
るカラー固体撮像素子と、前記カラー情報からカラー映
像信号を作成するカラー信号処理回路と、前記カラー情
報を白黒情報に変換するための補正係数を用いて前記カ
ラー情報を白黒情報に変換する白黒情報作成回路と、前
記白黒情報から白黒映像信号を作成する白黒信号処理回
路と、前記カラー映像信号と前記白黒映像信号とを選択
するセレクタ回路とを備えた固体撮像装置。
1. A color solid-state imaging device in which photoelectric conversion elements provided with color filters are arranged two-dimensionally to detect different color information, a color signal processing circuit to create a color video signal from the color information, A black-and-white information generation circuit for converting the color information into black-and-white information using a correction coefficient for converting the color information into black-and-white information; a black-and-white signal processing circuit for generating a black-and-white video signal from the black-and-white information; A solid-state imaging device comprising a selector circuit for selecting a signal and the monochrome video signal.
【請求項2】 カラーフィルタが形成されている光電変
換素子が二次元状に配置され異なるカラー情報を検出す
るカラー固体撮像素子と、前記カラー情報からカラー映
像信号を作成するカラー信号処理回路と、前記カラー情
報を白黒情報に変換するための補正係数を用いて前記カ
ラー情報を白黒情報に変換する白黒情報作成回路と、前
記白黒情報から白黒映像信号を作成する白黒信号処理回
路と、前記カラー映像信号と前記白黒映像信号とを選択
するセレクタ回路とを備えた固体撮像装置の信号処理方
法であって、 前記カラー情報を白黒情報に変換するための補正係数を
前記カラー情報に基づいて算出することを特徴とする固
体撮像装置の信号処理方法。
2. A color solid-state imaging device in which photoelectric conversion elements provided with color filters are arranged two-dimensionally to detect different color information, a color signal processing circuit to create a color video signal from the color information, A black-and-white information generation circuit for converting the color information into black-and-white information using a correction coefficient for converting the color information into black-and-white information; a black-and-white signal processing circuit for generating a black-and-white video signal from the black-and-white information; What is claimed is: 1. A signal processing method for a solid-state imaging device, comprising: a selector circuit for selecting a signal and the monochrome video signal, wherein a correction coefficient for converting the color information into monochrome information is calculated based on the color information. A signal processing method for a solid-state imaging device, comprising:
【請求項3】 カラーフィルタが形成されている光電変
換素子が二次元状に配置され異なるカラー情報を検出す
るカラー固体撮像素子と、前記カラー情報からカラー映
像信号を作成するカラー信号処理回路と、前記カラー情
報を白黒情報に変換するための補正係数を用いて前記カ
ラー情報を白黒情報に変換する白黒情報作成回路と、前
記白黒情報から白黒映像信号を作成する白黒信号処理回
路と、前記カラー映像信号と前記白黒映像信号とを選択
するセレクタ回路とを備えた固体撮像装置の信号処理方
法であって、 同一輝度の光が入射したときに前記カラー情報の各色成
分毎に各々異なる出力信号レベルに前記補正係数を乗じ
ることで補正後の前記カラー情報の色成分毎の出力信号
レベルを互いに等しくもしくは近似させるための前記補
正係数を、前記同一輝度の光が入射したときに前記カラ
ー情報の各色成分毎に各々異なる出力信号レベルに基づ
いて算出することを特徴とする固体撮像装置の信号処理
方法。
3. A color solid-state imaging device in which photoelectric conversion elements provided with a color filter are arranged two-dimensionally to detect different color information, a color signal processing circuit to create a color video signal from the color information, A black-and-white information generation circuit for converting the color information into black-and-white information using a correction coefficient for converting the color information into black-and-white information; a black-and-white signal processing circuit for generating a black-and-white video signal from the black-and-white information; A signal processing method for a solid-state imaging device, comprising: a selector circuit for selecting a signal and the black-and-white video signal, wherein when light having the same luminance is incident, a different output signal level is provided for each color component of the color information. The correction section for multiplying the correction coefficient to equalize or approximate output signal levels for each color component of the color information after correction. The signal processing method of the solid-state imaging device, and calculates, based on respective different output signal levels for each color component of the color information when the light of the same brightness was incident.
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Cited By (2)

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CN111684514A (en) * 2018-02-07 2020-09-18 索尼公司 Image processing apparatus, display apparatus, and image processing method
US11670250B2 (en) 2018-02-07 2023-06-06 Sony Group Corporation Image processing device, display apparatus, and image processing method for converting color image signal

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