JP2000023174A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
画像処理装置及び画像処理方法Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/20—Image enhancement or restoration using local operators
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- G—PHYSICS
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- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
- G06T3/4015—Image demosaicing, e.g. colour filter arrays [CFA] or Bayer patterns
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- G—PHYSICS
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- G06T5/70—Denoising; Smoothing
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
- H04N23/843—Demosaicing, e.g. interpolating colour pixel values
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10024—Color image
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Abstract
(57)【要約】
【課題】単板式ＣＣＤで得られるデータからＲＧＢなど
の画像データに変換するときに、モアレやエッジ色付き
などが生じることを防ぎ画質劣化を抑制する。 【解決手段】フィルタ係数選択部７はラインバッファ５
から得られた３×３画素分の画像データに対して所定の
演算を行ない、閾値と比較して輝度勾配方向に応じた
縦，横，通常の３種類の補間フィルタ係数を選択する信
号を各係数メモリ８に出力する。各係数メモリ８は送ら
れた係数選択信号と行／列カウンタ６からの行／列信号
にしたがい、あらかじめ記録してある補間用フィルタ係
数の中の一組を各補間フィルタ９に出力する。各補間フ
ィルタ９はラインバッファ５から入力する画像データを
送られた補間用フィルタ係数を使って積和演算を行いフ
ィルタを処理しＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を出力する。
の画像データに変換するときに、モアレやエッジ色付き
などが生じることを防ぎ画質劣化を抑制する。 【解決手段】フィルタ係数選択部７はラインバッファ５
から得られた３×３画素分の画像データに対して所定の
演算を行ない、閾値と比較して輝度勾配方向に応じた
縦，横，通常の３種類の補間フィルタ係数を選択する信
号を各係数メモリ８に出力する。各係数メモリ８は送ら
れた係数選択信号と行／列カウンタ６からの行／列信号
にしたがい、あらかじめ記録してある補間用フィルタ係
数の中の一組を各補間フィルタ９に出力する。各補間フ
ィルタ９はラインバッファ５から入力する画像データを
送られた補間用フィルタ係数を使って積和演算を行いフ
ィルタを処理しＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばデジタル
カメラやデジタルスキャナ等のように複数の色分解フィ
ルタを配列した撮像素子の出力する信号から通常のカラ
ーデジタル画像信号に変換する画像処置装置及び画像処
理方法、特に画質劣化の抑制に関するものである。
カメラやデジタルスキャナ等のように複数の色分解フィ
ルタを配列した撮像素子の出力する信号から通常のカラ
ーデジタル画像信号に変換する画像処置装置及び画像処
理方法、特に画質劣化の抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１個の撮像デバイスから３原色信号を得
るために、２次元に配列した画素おのおの色フィルタを
重ね合わせ、色情報を輝度情報に多重された形式で撮像
デバイスから取り出す単板式ＣＣＤがデジタルカメラや
デジタルスキャナに使用されている。この単板式ＣＣＤ
で色再現性の向上を図る処理装置が、例えば特開平２−
１２８５９１号公報に示されている。特開平２−１２８
５９１号公報に示されている処理装置は、ＣＣＤに４種
のカラーフィルタを設け、ＣＣＤから出力する各色フィ
ルタ毎の信号を補間して、各々同時化されたマゼンタＭ
ｒ，シアンＣｒ，イェローＹｒ，グリーンＧｒの色信号
を得た後、各色信号を行列演算してＲ，Ｇ，Ｂの３信号
を生成するようにしている。
るために、２次元に配列した画素おのおの色フィルタを
重ね合わせ、色情報を輝度情報に多重された形式で撮像
デバイスから取り出す単板式ＣＣＤがデジタルカメラや
デジタルスキャナに使用されている。この単板式ＣＣＤ
で色再現性の向上を図る処理装置が、例えば特開平２−
１２８５９１号公報に示されている。特開平２−１２８
５９１号公報に示されている処理装置は、ＣＣＤに４種
のカラーフィルタを設け、ＣＣＤから出力する各色フィ
ルタ毎の信号を補間して、各々同時化されたマゼンタＭ
ｒ，シアンＣｒ，イェローＹｒ，グリーンＧｒの色信号
を得た後、各色信号を行列演算してＲ，Ｇ，Ｂの３信号
を生成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各色フ
ィルタの配列によっては補間によりモアレやエッジの色
付きなどといった画質劣化が生じる。例えば、ＲＧＢの
３種類の色分解フィルタをもつ単板式ＣＣＤの場合、３
×３画素が図２に示すように、ある点を中心にして
（Ｇ，Ｒ，Ｇ），（Ｂ，Ｇ，Ｂ），（Ｇ，Ｒ，Ｇ）と配
列されている場合、中心の画素位置のＲ，Ｇ，Ｂ値を求
めるためには、従来の線形補間ではそれぞれ図５に示す
ように９画素に重み付けをしたＲ，Ｇ，Ｂの補間フィル
タを用い、その和を求めて中心の位置の色信号を得てい
る。例えば図２に示す場合は上下のＲ画素の平均値を注
目画素のＲ値としている。
ィルタの配列によっては補間によりモアレやエッジの色
付きなどといった画質劣化が生じる。例えば、ＲＧＢの
３種類の色分解フィルタをもつ単板式ＣＣＤの場合、３
×３画素が図２に示すように、ある点を中心にして
（Ｇ，Ｒ，Ｇ），（Ｂ，Ｇ，Ｂ），（Ｇ，Ｒ，Ｇ）と配
列されている場合、中心の画素位置のＲ，Ｇ，Ｂ値を求
めるためには、従来の線形補間ではそれぞれ図５に示す
ように９画素に重み付けをしたＲ，Ｇ，Ｂの補間フィル
タを用い、その和を求めて中心の位置の色信号を得てい
る。例えば図２に示す場合は上下のＲ画素の平均値を注
目画素のＲ値としている。
【０００４】このような補間フィルタを使用すると、撮
像面上で図７（ａ），（ｂ）に示すように、２画素周期
の白黒の横縞の像を撮像した場合、像が白黒であるから
色フィルタの種類によらず各画素から、図に示すよう
に、白か黒を示す「０」と「２５５」数値を出力するた
め、補間結果の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）値は、図７（ａ）の場合
（２５５，０，０）となり、（ｂ）の場合は（０，２５
５，２５５）となる。すなわち、撮像面上では白／黒の
像が補間処理された画像信号では赤／シアンになってし
まう。同様なことが他の配置についても起こり、像の変
化が激しいと実際の色とは異なる色をもつＲＧＢ画像デ
ータが得られてしまい、モアレや色付きの原因になって
しまう。
像面上で図７（ａ），（ｂ）に示すように、２画素周期
の白黒の横縞の像を撮像した場合、像が白黒であるから
色フィルタの種類によらず各画素から、図に示すよう
に、白か黒を示す「０」と「２５５」数値を出力するた
め、補間結果の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）値は、図７（ａ）の場合
（２５５，０，０）となり、（ｂ）の場合は（０，２５
５，２５５）となる。すなわち、撮像面上では白／黒の
像が補間処理された画像信号では赤／シアンになってし
まう。同様なことが他の配置についても起こり、像の変
化が激しいと実際の色とは異なる色をもつＲＧＢ画像デ
ータが得られてしまい、モアレや色付きの原因になって
しまう。
【０００５】この発明はかかる短所を改善し、単板式Ｃ
ＣＤで得られるデータからＲＧＢなどの画像データに変
換するときに、モアレやエッジ色付きなどが生じること
を防ぎ、画質劣化を抑制することができる画像処理装置
及び画像処理方法を提供することを目的とするものであ
る。
ＣＤで得られるデータからＲＧＢなどの画像データに変
換するときに、モアレやエッジ色付きなどが生じること
を防ぎ、画質劣化を抑制することができる画像処理装置
及び画像処理方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る画像処理
装置は、複数の色分解フィルタを配列した撮像素子から
出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に
変換する画像処理装置において、撮像信号から画像の輝
度勾配方向を推定する手段と、推定された輝度勾配方向
にしたがい補間フィルタ処理の特性を決定する手段と、
決定した特性の補間フィルタ処理を行う補間フィルタ演
算手段を有することを特徴とする。
装置は、複数の色分解フィルタを配列した撮像素子から
出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に
変換する画像処理装置において、撮像信号から画像の輝
度勾配方向を推定する手段と、推定された輝度勾配方向
にしたがい補間フィルタ処理の特性を決定する手段と、
決定した特性の補間フィルタ処理を行う補間フィルタ演
算手段を有することを特徴とする。
【０００７】この発明に係る第２の画像処理装置は、複
数の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮
像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画
像処理装置において、撮像信号にあらかじめ定められた
特性で補間フィルタ処理を行なう複数の補間フィルタ演
算手段と、撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定する
手段と、推定された輝度勾配方向にしたがいＲＧＢ変換
行列の特性を決定する手段と、上記補間フィルタ演算手
段から出力する信号に対して輝度勾配方向にしたがって
決定された特性のＲＧＢ変換行列の演算を行なうＲＧＢ
変換手段を有することを特徴とする。この輝度勾配方向
にしたがって決定されたＲＧＢ変換行列の特性を輝度勾
配の方向により連続的に変化させると良い。
数の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮
像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画
像処理装置において、撮像信号にあらかじめ定められた
特性で補間フィルタ処理を行なう複数の補間フィルタ演
算手段と、撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定する
手段と、推定された輝度勾配方向にしたがいＲＧＢ変換
行列の特性を決定する手段と、上記補間フィルタ演算手
段から出力する信号に対して輝度勾配方向にしたがって
決定された特性のＲＧＢ変換行列の演算を行なうＲＧＢ
変換手段を有することを特徴とする。この輝度勾配方向
にしたがって決定されたＲＧＢ変換行列の特性を輝度勾
配の方向により連続的に変化させると良い。
【０００８】この発明に係る他の画像処理装置は、複数
の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮像
信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画像
処理装置において、撮像信号にあらかじめ定められた特
性で補間フィルタ処理を行なう複数の補間フィルタ演算
手段と、撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定する手
段と、補間フィルタ演算手段から出力する信号を、推定
された輝度勾配方向にしたがい修正してＲＧＢ変換行列
の演算を行なうＲＧＢ変換手段を有することを特徴とす
る。
の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮像
信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画像
処理装置において、撮像信号にあらかじめ定められた特
性で補間フィルタ処理を行なう複数の補間フィルタ演算
手段と、撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定する手
段と、補間フィルタ演算手段から出力する信号を、推定
された輝度勾配方向にしたがい修正してＲＧＢ変換行列
の演算を行なうＲＧＢ変換手段を有することを特徴とす
る。
【０００９】この発明に係る画像形成方法は、複数の色
分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮像信号
をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画像処理
方法において、撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定
し、推定された輝度勾配方向にしたがい補間フィルタ処
理の特性を決定し、決定した特性の補間フィルタ処理を
行うことを特徴とする。
分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮像信号
をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画像処理
方法において、撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定
し、推定された輝度勾配方向にしたがい補間フィルタ処
理の特性を決定し、決定した特性の補間フィルタ処理を
行うことを特徴とする。
【００１０】この発明に係る第２の画像形成方法は、複
数の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮
像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画
像処理方法において、撮像信号にあらかじめ定められた
特性で補間フィルタ処理を行うとともに撮像信号から画
像の輝度勾配方向を推定し、推定された輝度勾配方向に
したがいＲＧＢ変換行列の特性を決定し、補間フィルタ
処理した信号に対して輝度勾配方向にしたがって決定さ
れた特性のＲＧＢ変換行列の演算を行なうことを特徴と
する。この輝度勾配方向にしたがって決定されたＲＧＢ
変換行列の特性を輝度勾配の方向により連続的に変化さ
せると良い。
数の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮
像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画
像処理方法において、撮像信号にあらかじめ定められた
特性で補間フィルタ処理を行うとともに撮像信号から画
像の輝度勾配方向を推定し、推定された輝度勾配方向に
したがいＲＧＢ変換行列の特性を決定し、補間フィルタ
処理した信号に対して輝度勾配方向にしたがって決定さ
れた特性のＲＧＢ変換行列の演算を行なうことを特徴と
する。この輝度勾配方向にしたがって決定されたＲＧＢ
変換行列の特性を輝度勾配の方向により連続的に変化さ
せると良い。
【００１１】この発明に係る他の画像形成方法は、複数
の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮像
信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画像
処理方法において、映像信号にあらかじめ定められた特
性で補間フィルタ処理を行なうとともに撮像信号から画
像の輝度勾配方向を推定し、補間フィルタ処理された信
号を、推定された輝度勾配方向にしたがい修正してＲＧ
Ｂ変換行列の演算を行なうことを特徴とする。
の色分解フィルタを配列した撮像素子から出力する撮像
信号をＲＧＢのカラーデジタル画像信号に変換する画像
処理方法において、映像信号にあらかじめ定められた特
性で補間フィルタ処理を行なうとともに撮像信号から画
像の輝度勾配方向を推定し、補間フィルタ処理された信
号を、推定された輝度勾配方向にしたがい修正してＲＧ
Ｂ変換行列の演算を行なうことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明の画像入力装置は、２×
２画素周期のＲＧＢ型単板ＣＣＤを有する撮像手段と信
号処理部を有する。信号処理部はＡ／Ｄ変換器とライン
バッファと行／列カウンタとフィルタ係数選択部及び３
組の係数メモリと３組の補間フィルタを有する。Ａ／Ｄ
変換器は撮像手段で撮像した画像の画素毎の画像信号を
Ａ／Ｄ変換する。ラインバッファは撮像手段からスキャ
ンライン順にシリアルに転送されてくる画像データから
縦横３×３画素分のデータを取り出す。行／列カウンタ
は撮像手段が出力するデータ中の現在の注目画素位置の
行と列をカウントし、行／列信号を出力して色フィルタ
の配列パターンを示す。フィルタ係数選択部はラインバ
ッファから得られる３×３画素分の画像データに対して
所定の演算を行ない、所定の閾値と比較して、縦，横，
通常の３種類の補間フィルタ係数を選択する信号を出力
する。係数メモリには２画素周期の縦縞用補間フィルタ
の補間用フィルタ係数と、線形補間用の補間用フィルタ
係数があらかじめ記録され、フィルタ係数選択部からの
係数選択信号と行／列カウンタからの行／列信号により
あらかじめ記録してある補間用フィルタ係数の中の１組
を出力する。補間フィルタはラインバッファから入力す
る画像データを係数メモリから入力する補間用フィルタ
係数を使って積和演算を行いＲＧＢ信号に変換する。
２画素周期のＲＧＢ型単板ＣＣＤを有する撮像手段と信
号処理部を有する。信号処理部はＡ／Ｄ変換器とライン
バッファと行／列カウンタとフィルタ係数選択部及び３
組の係数メモリと３組の補間フィルタを有する。Ａ／Ｄ
変換器は撮像手段で撮像した画像の画素毎の画像信号を
Ａ／Ｄ変換する。ラインバッファは撮像手段からスキャ
ンライン順にシリアルに転送されてくる画像データから
縦横３×３画素分のデータを取り出す。行／列カウンタ
は撮像手段が出力するデータ中の現在の注目画素位置の
行と列をカウントし、行／列信号を出力して色フィルタ
の配列パターンを示す。フィルタ係数選択部はラインバ
ッファから得られる３×３画素分の画像データに対して
所定の演算を行ない、所定の閾値と比較して、縦，横，
通常の３種類の補間フィルタ係数を選択する信号を出力
する。係数メモリには２画素周期の縦縞用補間フィルタ
の補間用フィルタ係数と、線形補間用の補間用フィルタ
係数があらかじめ記録され、フィルタ係数選択部からの
係数選択信号と行／列カウンタからの行／列信号により
あらかじめ記録してある補間用フィルタ係数の中の１組
を出力する。補間フィルタはラインバッファから入力す
る画像データを係数メモリから入力する補間用フィルタ
係数を使って積和演算を行いＲＧＢ信号に変換する。
【００１３】撮像手段から画素毎の画像信号が入力する
とＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換したのちラインバッファに
送る。ラインバッファは送られた画像データから縦横３
×３画素分のデータを取り出してフィルタ係数選択部と
補間フィルタに出力する。一方、行／列カウンタは撮像
手段が出力するデータ中の現在の注目画素位置の行と列
をカウントし、「０／０」，「０／１」，「１／０」，
「１／１」の行／列信号を係数メモリに出力して色フィ
ルタの配列パターンを示す。フィルタ係数選択部はライ
ンバッファから得られた３×３画素分の画像データに対
してあらかじめ定めた演算を行ない、所定の閾値と比較
して、輝度勾配方向に応じた縦，横，通常の３種類の補
間フィルタ係数を選択する信号を各係数メモリに出力す
る。各係数メモリはフィルタ係数選択部からの係数選択
信号と行／列カウンタからの行／列信号にしたがい、あ
らかじめ記録してある補間用フィルタ係数の中の一組を
それぞれ補間フィルタに出力する。補間フィルタはライ
ンバッファから入力する画像データをフィルタ係数メモ
リから入力する補間用フィルタ係数を使って積和演算を
行いフィルタを処理しＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を出力す
る。このようにして、輝度勾配の方向を調べ、方向に応
じた補間用フィルタ係数を採用し、モアレや色付きなど
の画質劣化を抑制する。
とＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換したのちラインバッファに
送る。ラインバッファは送られた画像データから縦横３
×３画素分のデータを取り出してフィルタ係数選択部と
補間フィルタに出力する。一方、行／列カウンタは撮像
手段が出力するデータ中の現在の注目画素位置の行と列
をカウントし、「０／０」，「０／１」，「１／０」，
「１／１」の行／列信号を係数メモリに出力して色フィ
ルタの配列パターンを示す。フィルタ係数選択部はライ
ンバッファから得られた３×３画素分の画像データに対
してあらかじめ定めた演算を行ない、所定の閾値と比較
して、輝度勾配方向に応じた縦，横，通常の３種類の補
間フィルタ係数を選択する信号を各係数メモリに出力す
る。各係数メモリはフィルタ係数選択部からの係数選択
信号と行／列カウンタからの行／列信号にしたがい、あ
らかじめ記録してある補間用フィルタ係数の中の一組を
それぞれ補間フィルタに出力する。補間フィルタはライ
ンバッファから入力する画像データをフィルタ係数メモ
リから入力する補間用フィルタ係数を使って積和演算を
行いフィルタを処理しＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を出力す
る。このようにして、輝度勾配の方向を調べ、方向に応
じた補間用フィルタ係数を採用し、モアレや色付きなど
の画質劣化を抑制する。
【００１４】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の画像入力装置の
構成を示すブロック図である。図に示すように、画像入
力装置１は、２×２画素周期のＲＧＢ型単板ＣＣＤを有
する撮像手段２と信号処理部３を有する。撮像手段２の
ＣＣＤは３×３画素周期の色フィルタ配列を有する。こ
の色フィルタは、例えば図２に示すように、３×３画素
のある点を中心にして（Ｇ，Ｒ，Ｇ），（Ｂ，Ｇ，
Ｂ），（Ｇ，Ｒ，Ｇ）の画素配置を有する。この３×３
画素の範囲内のＲＧＢの色フィルタ配列として図３に示
す２×２の行／列信号で定まる４種類を有する。
構成を示すブロック図である。図に示すように、画像入
力装置１は、２×２画素周期のＲＧＢ型単板ＣＣＤを有
する撮像手段２と信号処理部３を有する。撮像手段２の
ＣＣＤは３×３画素周期の色フィルタ配列を有する。こ
の色フィルタは、例えば図２に示すように、３×３画素
のある点を中心にして（Ｇ，Ｒ，Ｇ），（Ｂ，Ｇ，
Ｂ），（Ｇ，Ｒ，Ｇ）の画素配置を有する。この３×３
画素の範囲内のＲＧＢの色フィルタ配列として図３に示
す２×２の行／列信号で定まる４種類を有する。
【００１５】信号処理部３はＡ／Ｄ変換器４とラインバ
ッファ５と行／列カウンタ６とフィルタ係数選択部７及
び３組の係数メモリ８ａ，８ｂ，８ｃと補間フィルタ９
ａ，９ｂ，９ｃを有する。Ａ／Ｄ変換器４は撮像手段２
で撮像した画像の画素毎の画像信号を入力して読出クロ
ックに同期したタイミングでＡ／Ｄ変換する。ラインバ
ッファ５は、例えば図４に示すように、ＦＩＦＯメモリ
を使った１ライン遅延メモリ５１ａ，５１ｂと、３×３
画素の各行に対応して直列に接続された３組のラッチ５
２ａ，５２ｂ，５２ｃと３組のラッチ５３ａ，５３ｂ，
５３ｃと３組のラッチ５４ａ，５４ｂ，５４ｃからな
り、撮像手段２からスキャンライン順にシリアルに転送
されてくる画像データから縦横３×３画素分のデータを
取り出す。行／列カウンタ６は撮像手段２のＣＣＤが出
力するデータ中の現在の注目画素位置の行と列をカウン
トし、図３に示すように、「０／０」，「０／１」，
「１／０」，「１／１」の行／列信号を出力して色フィ
ルタの配列パターンを示す。フィルタ係数選択部７はラ
インバッファ５から得られる３×３画素分の画像データ
に対して所定の演算を行ない、所定の閾値と比較して、
縦，横，通常の３種類の補間フィルタ係数を選択する信
号（０，１，２）を出力する。係数メモリ８ａ，８ｂ，
８ｃには２画素周期の縦縞用補間フィルタの補間用フィ
ルタ係数と、図５に示す線形補間用の補間用フィルタ係
数があらかじめ記録され、フィルタ係数選択部７からの
係数選択信号と行／列カウンタ６からの行／列信号にし
たがい、あらかじめ記録してある補間用フィルタ係数の
中の１組を出力する。補間フィルタ９ａ，９ｂ，９ｃ
は、ラインバッファ５から入力する画像データを係数メ
モリ８ａ〜８ｃから入力する補間用フィルタ係数を使っ
て積和演算を行いＲＧＢ信号に変換する。
ッファ５と行／列カウンタ６とフィルタ係数選択部７及
び３組の係数メモリ８ａ，８ｂ，８ｃと補間フィルタ９
ａ，９ｂ，９ｃを有する。Ａ／Ｄ変換器４は撮像手段２
で撮像した画像の画素毎の画像信号を入力して読出クロ
ックに同期したタイミングでＡ／Ｄ変換する。ラインバ
ッファ５は、例えば図４に示すように、ＦＩＦＯメモリ
を使った１ライン遅延メモリ５１ａ，５１ｂと、３×３
画素の各行に対応して直列に接続された３組のラッチ５
２ａ，５２ｂ，５２ｃと３組のラッチ５３ａ，５３ｂ，
５３ｃと３組のラッチ５４ａ，５４ｂ，５４ｃからな
り、撮像手段２からスキャンライン順にシリアルに転送
されてくる画像データから縦横３×３画素分のデータを
取り出す。行／列カウンタ６は撮像手段２のＣＣＤが出
力するデータ中の現在の注目画素位置の行と列をカウン
トし、図３に示すように、「０／０」，「０／１」，
「１／０」，「１／１」の行／列信号を出力して色フィ
ルタの配列パターンを示す。フィルタ係数選択部７はラ
インバッファ５から得られる３×３画素分の画像データ
に対して所定の演算を行ない、所定の閾値と比較して、
縦，横，通常の３種類の補間フィルタ係数を選択する信
号（０，１，２）を出力する。係数メモリ８ａ，８ｂ，
８ｃには２画素周期の縦縞用補間フィルタの補間用フィ
ルタ係数と、図５に示す線形補間用の補間用フィルタ係
数があらかじめ記録され、フィルタ係数選択部７からの
係数選択信号と行／列カウンタ６からの行／列信号にし
たがい、あらかじめ記録してある補間用フィルタ係数の
中の１組を出力する。補間フィルタ９ａ，９ｂ，９ｃ
は、ラインバッファ５から入力する画像データを係数メ
モリ８ａ〜８ｃから入力する補間用フィルタ係数を使っ
て積和演算を行いＲＧＢ信号に変換する。
【００１６】上記のように構成された画像入力装置１の
動作を説明するにあたり、まず、入力した各画素の画像
データ信号をＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換する補間用フィルタ
係数について説明する。
動作を説明するにあたり、まず、入力した各画素の画像
データ信号をＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換する補間用フィルタ
係数について説明する。
【００１７】図２に示す色フィルタの配列についての補
間フィルタとしては、図６に示す構成を考える。この補
間フィルタの特徴は、Ｒ画素にかかる係数は図５に示す
従来の線形補間用の補間フィルタと同じ「１／２」であ
り、Ｂ画素にかかる係数も従来の補間フィルタと同じ
「０」と「１／２」であり、Ｇ画素にかかる係数は従来
の補間フィルタと異なり「１／２」と「−１／８」と
「１／８」であり、Ｇ画素の係数の総和は「０」であ
る。したがって３×３画素領域内の４つのＧ画像が同じ
値を持っていれば、図５に示した従来の補間フィルタに
よる補間と全く同じ結果になる。さらに、このフィルタ
係数には、横方向の３画素分の係数の和は上から順に
「１／４」，「１／２」，「１／４」である。この特徴
により図７（ａ），（ｂ）に示すように、２画素周期の
白黒の横縞の像を撮像した場合、補間結果の（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）値は、（ａ）の場合と（ｂ）の場合で同じ値（１２
８，１２８，１２８）になる。すなわち、このような補
間フィルタを使えば、平坦な画像に対しては従来の補間
と同じ値を持ち、２画素周期の白黒の横縞に対してはモ
アレがでないフラットな出力をすることができる。ま
た、上記と同じ特徴を有する図８に示す係数を有する補
間フィルタを使用しても、平坦な画像に対しての補間特
性を保ったまま、２画素周期の縦縞に対してフラットな
出力を得ることができる。
間フィルタとしては、図６に示す構成を考える。この補
間フィルタの特徴は、Ｒ画素にかかる係数は図５に示す
従来の線形補間用の補間フィルタと同じ「１／２」であ
り、Ｂ画素にかかる係数も従来の補間フィルタと同じ
「０」と「１／２」であり、Ｇ画素にかかる係数は従来
の補間フィルタと異なり「１／２」と「−１／８」と
「１／８」であり、Ｇ画素の係数の総和は「０」であ
る。したがって３×３画素領域内の４つのＧ画像が同じ
値を持っていれば、図５に示した従来の補間フィルタに
よる補間と全く同じ結果になる。さらに、このフィルタ
係数には、横方向の３画素分の係数の和は上から順に
「１／４」，「１／２」，「１／４」である。この特徴
により図７（ａ），（ｂ）に示すように、２画素周期の
白黒の横縞の像を撮像した場合、補間結果の（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）値は、（ａ）の場合と（ｂ）の場合で同じ値（１２
８，１２８，１２８）になる。すなわち、このような補
間フィルタを使えば、平坦な画像に対しては従来の補間
と同じ値を持ち、２画素周期の白黒の横縞に対してはモ
アレがでないフラットな出力をすることができる。ま
た、上記と同じ特徴を有する図８に示す係数を有する補
間フィルタを使用しても、平坦な画像に対しての補間特
性を保ったまま、２画素周期の縦縞に対してフラットな
出力を得ることができる。
【００１８】このような特徴を有する補間フィルタの補
間フィルタ係数は次のようにして得ることができる。こ
こで３×３画素の補間フィルタの補間フィルタ係数が上
下左右で対象とする制約をつけると、補間フィルタ係数
の自由度は図９に示すように（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の４つ
である。これらの補間フィルタ係数には平坦な画像に対
応するためＲＧＢごとの制約がある。すなわち、Ｒ信号
を出力する補間フィルタは、Ｒフィルタ位置の係数の和
が１となり、Ｇ，Ｂフィルタ位置の係数の和はそれぞれ
０とはならなければならない。このため２ｃ＝１と（ａ
＋４ｄ）＝０と２ｂ＝０の関係を満たさなければならな
い。さらに、２画素周期の横縞を透過させないために、
上下行の係数の和と中段の係数の和を等しくすると、
（２ｃ＋４ｄ）＝（２ｂ＋ａ）となる。この関係からＲ
信号を出力する補間フィルタの補間フィルタ係数は、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（１／２，０，１／２，−１／
８）となる。Ｇ，Ｂ信号を出力する補間フィルタの補間
フィルタ係数も同様にして得ることができ、図１０及び
図１１に示す２画素周期の縦縞用補間用フィルタ係数を
得ることができる。この図１０及び図１１に示す２画素
周期の縦縞用補間フィルタ係数と図５に示す線形補間用
の補間用フィルタ係数をあらかじめ係数メモリ８ａ〜８
ｃに記憶しておく。
間フィルタ係数は次のようにして得ることができる。こ
こで３×３画素の補間フィルタの補間フィルタ係数が上
下左右で対象とする制約をつけると、補間フィルタ係数
の自由度は図９に示すように（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の４つ
である。これらの補間フィルタ係数には平坦な画像に対
応するためＲＧＢごとの制約がある。すなわち、Ｒ信号
を出力する補間フィルタは、Ｒフィルタ位置の係数の和
が１となり、Ｇ，Ｂフィルタ位置の係数の和はそれぞれ
０とはならなければならない。このため２ｃ＝１と（ａ
＋４ｄ）＝０と２ｂ＝０の関係を満たさなければならな
い。さらに、２画素周期の横縞を透過させないために、
上下行の係数の和と中段の係数の和を等しくすると、
（２ｃ＋４ｄ）＝（２ｂ＋ａ）となる。この関係からＲ
信号を出力する補間フィルタの補間フィルタ係数は、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（１／２，０，１／２，−１／
８）となる。Ｇ，Ｂ信号を出力する補間フィルタの補間
フィルタ係数も同様にして得ることができ、図１０及び
図１１に示す２画素周期の縦縞用補間用フィルタ係数を
得ることができる。この図１０及び図１１に示す２画素
周期の縦縞用補間フィルタ係数と図５に示す線形補間用
の補間用フィルタ係数をあらかじめ係数メモリ８ａ〜８
ｃに記憶しておく。
【００１９】しかしながら３×３画素の補間フィルタで
は、上記のように４つの自由度に対して、制約条件はＲ
ＧＢそれぞれの和について３つである。残りの自由度は
１つなので、縦または横方向の縞に対しての要求のどち
らかしか満たすことはできない。３×３画素より大きい
補間フィルタを使用すれば自由度は増すが、ＲＧＢそれ
ぞれの制約条件があるため自由な周波数特性を作ること
はできず、遠くの画素の影響が大きければそれだけ補間
結果がぼけることになる。また、マスクが大きくなれば
バッファメモリ、加算器など必要なハードウエアも増え
てしまう。このため輝度勾配の方向を調べ、方向によっ
て上記のような補間方法のいずれかを採用することによ
り、モアレ色付きなどの画質劣化を抑制する。
は、上記のように４つの自由度に対して、制約条件はＲ
ＧＢそれぞれの和について３つである。残りの自由度は
１つなので、縦または横方向の縞に対しての要求のどち
らかしか満たすことはできない。３×３画素より大きい
補間フィルタを使用すれば自由度は増すが、ＲＧＢそれ
ぞれの制約条件があるため自由な周波数特性を作ること
はできず、遠くの画素の影響が大きければそれだけ補間
結果がぼけることになる。また、マスクが大きくなれば
バッファメモリ、加算器など必要なハードウエアも増え
てしまう。このため輝度勾配の方向を調べ、方向によっ
て上記のような補間方法のいずれかを採用することによ
り、モアレ色付きなどの画質劣化を抑制する。
【００２０】この輝度勾配の方向を推定するため、注目
画素の周囲３×３画素の画像データを図１２に示すよう
にＶ（ｘ，ｙ）とする。ここでｘは（ｉ−１），
（ｉ），（ｉ＋１）、ｙは（ｊ−１），（ｊ），（ｊ＋
１）である。この画像デ−タＶ（ｘ，ｙ）に対して、注
目画素ｖ（ｉ，ｊ）の左側の輝度変化を表す量ｄｌと、
注目画素ｖ（ｉ，ｊ）の右側と上側と下側の輝度変化を
それぞれ表す量ｄｒ，ｄｕ，ｄｄを下記（１）式で計算
する。
画素の周囲３×３画素の画像データを図１２に示すよう
にＶ（ｘ，ｙ）とする。ここでｘは（ｉ−１），
（ｉ），（ｉ＋１）、ｙは（ｊ−１），（ｊ），（ｊ＋
１）である。この画像デ−タＶ（ｘ，ｙ）に対して、注
目画素ｖ（ｉ，ｊ）の左側の輝度変化を表す量ｄｌと、
注目画素ｖ（ｉ，ｊ）の右側と上側と下側の輝度変化を
それぞれ表す量ｄｒ，ｄｕ，ｄｄを下記（１）式で計算
する。
【００２１】
【数１】
【００２２】次にｄｌ，ｄｒ，ｄｕ，ｄｄの最大値を探
す。最大値がｄｌまたはｄｒである場合、注目画素ｖ
（ｉ，ｊ）付近では横方向の輝度変化が大きいと判断で
きるので、図８に示す補間用フィルタ係数を使う。逆に
最大値がｄｕまたはｄｄである場合は、図６に示す補間
用フィルタ係数を使う。このような方法により、縦縞ま
たは横縞の対象物を撮影した場合でもモアレや色付きの
ないＲＧＢ画像を得ることができる。また、斜め方向の
縞を撮影した場合、縦横ともに変化が大きくなる。その
場合、縦／横どちらのフィルタをつかっても多少モアレ
が生る。また、わずかな雑音などにより図６，図８の縦
横用フィルタ係数の処理結果が混在することで画質劣化
が生じる。これを避けるために下記（２）式を演算す
る。
す。最大値がｄｌまたはｄｒである場合、注目画素ｖ
（ｉ，ｊ）付近では横方向の輝度変化が大きいと判断で
きるので、図８に示す補間用フィルタ係数を使う。逆に
最大値がｄｕまたはｄｄである場合は、図６に示す補間
用フィルタ係数を使う。このような方法により、縦縞ま
たは横縞の対象物を撮影した場合でもモアレや色付きの
ないＲＧＢ画像を得ることができる。また、斜め方向の
縞を撮影した場合、縦横ともに変化が大きくなる。その
場合、縦／横どちらのフィルタをつかっても多少モアレ
が生る。また、わずかな雑音などにより図６，図８の縦
横用フィルタ係数の処理結果が混在することで画質劣化
が生じる。これを避けるために下記（２）式を演算す
る。
【００２３】
【数２】
【００２４】上記（２）式においてｍａｘ（ｄｌ，ｄ
ｒ）はｄｌ，ｄｒの最大値を示す。フィルタ係数選択部
７は、この（１），（２）の演算を行ない、演算したｄ
ｉｒを所定の閾値ｔｒと比較し、ｄｉｒ＞ｔｒの場合は
縦用、ｄｉｒ＜−ｔｒの場合は横用、それ以外は図５に
示す線形補間用の補間用フィルタ係数を選択して選択信
号（０，１，２）を出力する。
ｒ）はｄｌ，ｄｒの最大値を示す。フィルタ係数選択部
７は、この（１），（２）の演算を行ない、演算したｄ
ｉｒを所定の閾値ｔｒと比較し、ｄｉｒ＞ｔｒの場合は
縦用、ｄｉｒ＜−ｔｒの場合は横用、それ以外は図５に
示す線形補間用の補間用フィルタ係数を選択して選択信
号（０，１，２）を出力する。
【００２５】上記のように構成された画像入力装置１に
おいて、撮像手段２から入力した画像の画素毎の画像信
号はＡ／Ｄ変換器４でＡ／Ｄ変換したのちラインバッフ
ァ５に送られる。ラインバッファ５は送られた画像デー
タから縦横３×３画素分のデータを取り出してフィルタ
係数選択部７と補間フィルタ９ａ〜９ｃに出力する。一
方、行／列カウンタ６は撮像手段２のＣＣＤが出力する
データ中の現在の注目画素位置の行と列をカウントし、
図３に示すように「０／０」，「０／１」，「１／
０」，「１／１」の行／列信号を係数メモリ８ａ〜８ｃ
に出力して色フィルタの配列パターンを示す。フィルタ
係数選択部７はラインバッファ５から得られた３×３画
素分の画像データに対して前記（１）、（２）式の演算
を行ない、所定の閾値ｔｒと比較して、縦，横，通常の
３種類の補間フィルタ係数を選択する信号（０，１，
２）を係数メモリ８ａ〜８ｃに出力する。係数メモリ８
ａ〜８ｃはフィルタ係数選択部７からの係数選択信号と
行／列カウンタ６からの行／列信号にしたがい、あらか
じめ記録してある補間用フィルタ係数の中の一組を補間
フィルタ９ａ〜９ｃに出力する。補間フィルタ９ａ〜９
ｃはラインバッファ５から入力する画像データをフィル
タ係数メモリ８ａ〜８ｃからの補間用フィルタ係数を使
って積和演算を行いフィルタを処理しＲ，Ｇ，Ｂの画像
信号を出力する。
おいて、撮像手段２から入力した画像の画素毎の画像信
号はＡ／Ｄ変換器４でＡ／Ｄ変換したのちラインバッフ
ァ５に送られる。ラインバッファ５は送られた画像デー
タから縦横３×３画素分のデータを取り出してフィルタ
係数選択部７と補間フィルタ９ａ〜９ｃに出力する。一
方、行／列カウンタ６は撮像手段２のＣＣＤが出力する
データ中の現在の注目画素位置の行と列をカウントし、
図３に示すように「０／０」，「０／１」，「１／
０」，「１／１」の行／列信号を係数メモリ８ａ〜８ｃ
に出力して色フィルタの配列パターンを示す。フィルタ
係数選択部７はラインバッファ５から得られた３×３画
素分の画像データに対して前記（１）、（２）式の演算
を行ない、所定の閾値ｔｒと比較して、縦，横，通常の
３種類の補間フィルタ係数を選択する信号（０，１，
２）を係数メモリ８ａ〜８ｃに出力する。係数メモリ８
ａ〜８ｃはフィルタ係数選択部７からの係数選択信号と
行／列カウンタ６からの行／列信号にしたがい、あらか
じめ記録してある補間用フィルタ係数の中の一組を補間
フィルタ９ａ〜９ｃに出力する。補間フィルタ９ａ〜９
ｃはラインバッファ５から入力する画像データをフィル
タ係数メモリ８ａ〜８ｃからの補間用フィルタ係数を使
って積和演算を行いフィルタを処理しＲ，Ｇ，Ｂの画像
信号を出力する。
【００２６】このようにして、輝度勾配の方向を調べ、
方向によって上記のような補間方法のいずれかを採用す
ることにより、モアレや色付きなどの画質劣化を抑制す
ることができる。また、例えば撮影対象が一様なシアン
（Ｒ＝Ｇ＝２５５，Ｂ＝０）の場合、入力データは図１
３に示すようになり、輝度勾配の方向を推定しない場合
は、勾配が無いにもかかわらず縦と判断されるが、輝度
勾配の方向を推定して補間用フィルタ係数を選択するこ
とにより、補間フィルタ９ａ〜９ｃは輝度勾配のない入
力に対しては縦でも横でも同じ出力をするので、画像の
輝度勾配に適応した補間処理を行なうことができる。
方向によって上記のような補間方法のいずれかを採用す
ることにより、モアレや色付きなどの画質劣化を抑制す
ることができる。また、例えば撮影対象が一様なシアン
（Ｒ＝Ｇ＝２５５，Ｂ＝０）の場合、入力データは図１
３に示すようになり、輝度勾配の方向を推定しない場合
は、勾配が無いにもかかわらず縦と判断されるが、輝度
勾配の方向を推定して補間用フィルタ係数を選択するこ
とにより、補間フィルタ９ａ〜９ｃは輝度勾配のない入
力に対しては縦でも横でも同じ出力をするので、画像の
輝度勾配に適応した補間処理を行なうことができる。
【００２７】上記実施例は画像の輝度勾配によって補間
用フィルタ係数を切り替える場合について説明したが、
画像の輝度勾配の方向によってＲＧＢ変換行列を変える
ようにしても上記実施例と同様にが知るの劣化を抑制す
ることができる。
用フィルタ係数を切り替える場合について説明したが、
画像の輝度勾配の方向によってＲＧＢ変換行列を変える
ようにしても上記実施例と同様にが知るの劣化を抑制す
ることができる。
【００２８】この画像の輝度勾配の方向によってＲＧＢ
変換行列を変える実施例の構成を図１４に示す。図に示
すように、画像入力装置１の信号処理部３にはＡ／Ｄ変
換器４とラインバッファ５と行／列カウンタ６と変換係
数選択部１１と変換係数メモリ１２と補間フィルタ１３
ａ〜１３ｄ及びＲＧＢ変換部１４を有する。変換係数選
択部１１は前記第１の実施例のフィルタ係数選択部７と
同様な演算を行い、縦，横，通常の３種類の係数を選択
する信号（０，１，２）を出力する。変換係数メモリ１
２には、図１５に示すように、行／列信号毎に横勾配用
の行列と縦勾配用の行列の勾配方向係数があらかじめ記
憶され、変換係数選択部１１からの係数選択信号と行／
列カウンタ６からの行／列信号にしたがい勾配方向係数
の中の一組を選択して出力する。補間フィルタ１３ａに
は、例えば図２に示す３×３画素の配置に対して図１６
に示すＣｈ０の補間用フィルタ係数を有し、補間フィル
タ１３ｂはＣｈ１の補間用フィルタ係数を有し、補間フ
ィルタ１３ｃにはＣｈ２の補間用フィルタ係数、補間フ
ィルタ１３ｄにはＣｈ３の補間用フィルタ係数を有し、
ラインバッファ５から入力した画像データに対して各補
間用フィルタ係数を使用して演算処理する。この補間フ
ィルタ１３ａ〜１３ｄの各補間用フィルタ係数は「０」
か「１」なので、演算処理を下記（３）式により選択と
加算だけで実現することができる。したがって補間フィ
ルタ１３ａ〜１３ｄを前記第１の実施例と比べて簡単な
回路構成で形成することができる。
変換行列を変える実施例の構成を図１４に示す。図に示
すように、画像入力装置１の信号処理部３にはＡ／Ｄ変
換器４とラインバッファ５と行／列カウンタ６と変換係
数選択部１１と変換係数メモリ１２と補間フィルタ１３
ａ〜１３ｄ及びＲＧＢ変換部１４を有する。変換係数選
択部１１は前記第１の実施例のフィルタ係数選択部７と
同様な演算を行い、縦，横，通常の３種類の係数を選択
する信号（０，１，２）を出力する。変換係数メモリ１
２には、図１５に示すように、行／列信号毎に横勾配用
の行列と縦勾配用の行列の勾配方向係数があらかじめ記
憶され、変換係数選択部１１からの係数選択信号と行／
列カウンタ６からの行／列信号にしたがい勾配方向係数
の中の一組を選択して出力する。補間フィルタ１３ａに
は、例えば図２に示す３×３画素の配置に対して図１６
に示すＣｈ０の補間用フィルタ係数を有し、補間フィル
タ１３ｂはＣｈ１の補間用フィルタ係数を有し、補間フ
ィルタ１３ｃにはＣｈ２の補間用フィルタ係数、補間フ
ィルタ１３ｄにはＣｈ３の補間用フィルタ係数を有し、
ラインバッファ５から入力した画像データに対して各補
間用フィルタ係数を使用して演算処理する。この補間フ
ィルタ１３ａ〜１３ｄの各補間用フィルタ係数は「０」
か「１」なので、演算処理を下記（３）式により選択と
加算だけで実現することができる。したがって補間フィ
ルタ１３ａ〜１３ｄを前記第１の実施例と比べて簡単な
回路構成で形成することができる。
【００２９】
【数３】
【００３０】ＲＧＢ変換部１４は補間フィルタ１３ａ〜
１３ｄで得た結果Ｃｈ０〜Ｃｈ３と変換係数メモリ１２
からの勾配方向係数により下記（４）式に示す行列演算
してＲＧＢ信号を出力する。
１３ｄで得た結果Ｃｈ０〜Ｃｈ３と変換係数メモリ１２
からの勾配方向係数により下記（４）式に示す行列演算
してＲＧＢ信号を出力する。
【００３１】
【数４】
【００３２】このＲＧＢ変換部１４でＲＧＢ信号を求め
るとき、変換係数メモリ１２から下記（５）式に示す横
勾配用行列の勾配方向係数と（６）式に示す縦勾配用行
列の勾配方向係数のいずれかが選択された場合、図１２
に示す注目画素Ｖ（ｘ，ｙ）のＲＧＢ信号は下記（７）
式又は（８）式で得られる。
るとき、変換係数メモリ１２から下記（５）式に示す横
勾配用行列の勾配方向係数と（６）式に示す縦勾配用行
列の勾配方向係数のいずれかが選択された場合、図１２
に示す注目画素Ｖ（ｘ，ｙ）のＲＧＢ信号は下記（７）
式又は（８）式で得られる。
【００３３】
【数５】
【００３４】この結果、前記図６，図８に示した補間用
フィルタ係数を使用した場合と同じ結果を得ることがで
きる。また、このＲＧＢ変換と同時に色補正処理を行っ
たり、色差信号を生成することもできる。その場合、乗
算処理が必要になるが、行列演算処理を簡単な回路構成
で行なうことができる。
フィルタ係数を使用した場合と同じ結果を得ることがで
きる。また、このＲＧＢ変換と同時に色補正処理を行っ
たり、色差信号を生成することもできる。その場合、乗
算処理が必要になるが、行列演算処理を簡単な回路構成
で行なうことができる。
【００３５】次に、勾配方向係数によりＲＧＢ変換行列
を連続的に変化させる第３の実施例について説明する。
この実施例の画像入力装置１は、図１７のブロック図に
示すように、信号処理部３にＡ／Ｄ変換器４とラインバ
ッファ５と行／列カウンタ６と勾配係数フィルタ１５と
変換係数決定部１６と補間フィルタ１３ａ〜１３ｄ及び
ＲＧＢ変換部１４を有する。勾配係数フィルタ１５は第
１の実施例のフィルタ係数選択部７と同様に（１），
（２）式の計算を行い、その演算結果ｄｉｒを下記
（９）式に示すように、所定の閾値ｔｒでクリッピング
して正規化したｄｉｒを出力する。
を連続的に変化させる第３の実施例について説明する。
この実施例の画像入力装置１は、図１７のブロック図に
示すように、信号処理部３にＡ／Ｄ変換器４とラインバ
ッファ５と行／列カウンタ６と勾配係数フィルタ１５と
変換係数決定部１６と補間フィルタ１３ａ〜１３ｄ及び
ＲＧＢ変換部１４を有する。勾配係数フィルタ１５は第
１の実施例のフィルタ係数選択部７と同様に（１），
（２）式の計算を行い、その演算結果ｄｉｒを下記
（９）式に示すように、所定の閾値ｔｒでクリッピング
して正規化したｄｉｒを出力する。
【００３６】
【数６】
【００３７】変換係数決定部１６は、例えば図１５に示
す勾配方向係数を記憶しておき、６行／列カウンタ６か
らの入力にしたがい勾配方向係数を選択し、選択した勾
配方向係数に変換係数フィルタ１５から入力したｄｉｒ
の値を乗じてＲＧＢ変換部１４に出力する。ＲＧＢ変換
部１４は補間フィルタ１３ａ〜１３ｄから出力されるＣ
ｈ０〜Ｃｈ３と変換係数決定部１６から出力される勾配
方向係数にｄｉｒの値を乗算した結果から行列演算して
ＲＧＢ信号を出力する。このように勾配方向係数により
ＲＧＢ変換行列を連続的に変化させることにより、斜め
方向の輝度勾配などによる画質劣化を低減することがで
きる。すなわち、（５）式と（６）式を比べると、２組
の勾配方向係数で係数ｒ０，ｒ３，ｂ０，ｂ３の符号が
反転している。また、通常の線形補間はこれらを全て
「０」とした場合に対応する。そこで、縦から横へ
「１」から「−１」まで変化する数値ｄｉｒを出力し、
係数ｒ０，ｒ３，ｂ０，ｂ３にｄｉｒを乗算することで
縦縞用と横縞用及びその他用の処理を連続的に変化させ
るができる。したがって斜め方向の縞などで縦用と横用
係数が混在することによる画質劣化を抑えることができ
る。
す勾配方向係数を記憶しておき、６行／列カウンタ６か
らの入力にしたがい勾配方向係数を選択し、選択した勾
配方向係数に変換係数フィルタ１５から入力したｄｉｒ
の値を乗じてＲＧＢ変換部１４に出力する。ＲＧＢ変換
部１４は補間フィルタ１３ａ〜１３ｄから出力されるＣ
ｈ０〜Ｃｈ３と変換係数決定部１６から出力される勾配
方向係数にｄｉｒの値を乗算した結果から行列演算して
ＲＧＢ信号を出力する。このように勾配方向係数により
ＲＧＢ変換行列を連続的に変化させることにより、斜め
方向の輝度勾配などによる画質劣化を低減することがで
きる。すなわち、（５）式と（６）式を比べると、２組
の勾配方向係数で係数ｒ０，ｒ３，ｂ０，ｂ３の符号が
反転している。また、通常の線形補間はこれらを全て
「０」とした場合に対応する。そこで、縦から横へ
「１」から「−１」まで変化する数値ｄｉｒを出力し、
係数ｒ０，ｒ３，ｂ０，ｂ３にｄｉｒを乗算することで
縦縞用と横縞用及びその他用の処理を連続的に変化させ
るができる。したがって斜め方向の縞などで縦用と横用
係数が混在することによる画質劣化を抑えることができ
る。
【００３８】上記第２，第３の実施例は画像の輝度勾配
の方向によってＲＧＢ変換行列を変える場合について説
明したが、ＲＧＢ変換行列の係数は一定にしておき、補
間フィルタ１３ａ〜１３ｄから出力するＣｈ０〜Ｃｈ３
のデータを勾配方向係数により修正する用にしても良
い。この場合の実施例の画像入力装置１の構成を図１８
に示す。図１８に示すように、信号処理部３の勾配係数
フィルタ１５で演算した結果をＲＢＧ変換部１４に送
る。変換係数決定部１６は、例えば図１５に示す勾配方
向係数を記憶しておき、変換係数決定部１６は行／列カ
ウンタ６から入力する行／列信号により勾配方向係数を
選択してＲＧＢ変換部１４に送る。ＲＧＢ変換部１４は
補間フィルタ１３ａ〜１３ｄから出力されるＣｈ０〜Ｃ
ｈ３データと勾配係数フィルタ１５から送られた演算結
果ｄｉｒ及び変換係数決定部１６から送られた勾配方向
係数により下記（１０）式でＲＧＢ信号を演算して出力
する。
の方向によってＲＧＢ変換行列を変える場合について説
明したが、ＲＧＢ変換行列の係数は一定にしておき、補
間フィルタ１３ａ〜１３ｄから出力するＣｈ０〜Ｃｈ３
のデータを勾配方向係数により修正する用にしても良
い。この場合の実施例の画像入力装置１の構成を図１８
に示す。図１８に示すように、信号処理部３の勾配係数
フィルタ１５で演算した結果をＲＢＧ変換部１４に送
る。変換係数決定部１６は、例えば図１５に示す勾配方
向係数を記憶しておき、変換係数決定部１６は行／列カ
ウンタ６から入力する行／列信号により勾配方向係数を
選択してＲＧＢ変換部１４に送る。ＲＧＢ変換部１４は
補間フィルタ１３ａ〜１３ｄから出力されるＣｈ０〜Ｃ
ｈ３データと勾配係数フィルタ１５から送られた演算結
果ｄｉｒ及び変換係数決定部１６から送られた勾配方向
係数により下記（１０）式でＲＧＢ信号を演算して出力
する。
【００３９】
【数７】
【００４０】このように、補間フィルタ１３ａ〜１３ｄ
から出力されるＣｈ０〜Ｃｈ３データを勾配方向係数で
修正することにより、簡単な回路構成で画質の劣化を抑
制することができる。
から出力されるＣｈ０〜Ｃｈ３データを勾配方向係数で
修正することにより、簡単な回路構成で画質の劣化を抑
制することができる。
【００４１】上記各実施例は画素ごとのＲＧＢ信号を出
力する場合について説明したが、補間用フィルタ係数又
はＲＧＢ変換係数を変更することにより、輝度信号と色
差信号を得ることもできる。さらに、補間用フィルタ係
数又はＲＧＢ変換係数を変更することにより色分解フィ
ルタの特性を補正する色補正処理を組み込むこともでき
る。
力する場合について説明したが、補間用フィルタ係数又
はＲＧＢ変換係数を変更することにより、輝度信号と色
差信号を得ることもできる。さらに、補間用フィルタ係
数又はＲＧＢ変換係数を変更することにより色分解フィ
ルタの特性を補正する色補正処理を組み込むこともでき
る。
【００４２】上記各実施例は撮像手段２から入力した画
像データを信号処理部３で所定の演算処理をして各画素
毎のＲＧＢ信号を出力する場合について説明したが、図
１９のブロック図に示すように、信号処理部３の各演算
処理をプログラムとしてハードディスク装置２３に格納
しておき、ＣＰＵ２１でハードディスク装置２３に格納
した各演算処理プログラムにより演算処理を実行して画
素毎のＲＧＢ信号を得るようにしても良い。
像データを信号処理部３で所定の演算処理をして各画素
毎のＲＧＢ信号を出力する場合について説明したが、図
１９のブロック図に示すように、信号処理部３の各演算
処理をプログラムとしてハードディスク装置２３に格納
しておき、ＣＰＵ２１でハードディスク装置２３に格納
した各演算処理プログラムにより演算処理を実行して画
素毎のＲＧＢ信号を得るようにしても良い。
【００４３】この場合、例えばデジタルカメラ２８で撮
像した画像データをＡ／Ｄ変換してから通信装置２７を
介して入力する。ＣＰＵ２１は入力した画像データをハ
ードディスク装置２３に格納された演算処理プログラム
により、上記各実施例と同様に演算処理して画素毎のＲ
ＧＢ信号を算出し、入力した画像のカラーデジタル画像
信号を得る。このカラーデジタル画像信号により入力し
た画像のカラー画像をディスプレイ２４やプリンタ２５
に出力して表示したり印刷する。このようにハードディ
スク装置２３に格納した各演算処理プログラムによりＣ
ＰＵ２１で演算処理を実行して画素毎のＲＧＢ信号を得
ることにより、フロッピーディスクに記憶した画像デー
タをフロッピーディスク装置２６で読み取って再現する
こともできる。
像した画像データをＡ／Ｄ変換してから通信装置２７を
介して入力する。ＣＰＵ２１は入力した画像データをハ
ードディスク装置２３に格納された演算処理プログラム
により、上記各実施例と同様に演算処理して画素毎のＲ
ＧＢ信号を算出し、入力した画像のカラーデジタル画像
信号を得る。このカラーデジタル画像信号により入力し
た画像のカラー画像をディスプレイ２４やプリンタ２５
に出力して表示したり印刷する。このようにハードディ
スク装置２３に格納した各演算処理プログラムによりＣ
ＰＵ２１で演算処理を実行して画素毎のＲＧＢ信号を得
ることにより、フロッピーディスクに記憶した画像デー
タをフロッピーディスク装置２６で読み取って再現する
こともできる。
【００４４】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、撮像信
号から画像の輝度勾配方向を推定し、推定された輝度勾
配方向にしたがい補間フィルタ処理の特性を決定して補
間フィルタ処理を行うから、画像の勾配に適応した補間
処理を行うことができ、モアレ、色つきを低減すること
ができる。
号から画像の輝度勾配方向を推定し、推定された輝度勾
配方向にしたがい補間フィルタ処理の特性を決定して補
間フィルタ処理を行うから、画像の勾配に適応した補間
処理を行うことができ、モアレ、色つきを低減すること
ができる。
【００４５】また、撮像信号にあらかじめ定められた特
性で補間フィルタ処理するとともに撮像信号から画像の
輝度勾配方向を推定し、推定された輝度勾配方向にした
がいＲＧＢ変換行列の特性を決定し、補間フィルタ処理
した信号に輝度勾配方向にしたがって決定された特性の
ＲＧＢ変換行列の演算を行なうから、画像の勾配に適応
したＲＧＢ変換処理を行うことができ、モアレ、色つき
を低減することができる。さらに、補間処理は加算だけ
で済むから、小規模な演算回路で補間処理を行なうこと
ができる。
性で補間フィルタ処理するとともに撮像信号から画像の
輝度勾配方向を推定し、推定された輝度勾配方向にした
がいＲＧＢ変換行列の特性を決定し、補間フィルタ処理
した信号に輝度勾配方向にしたがって決定された特性の
ＲＧＢ変換行列の演算を行なうから、画像の勾配に適応
したＲＧＢ変換処理を行うことができ、モアレ、色つき
を低減することができる。さらに、補間処理は加算だけ
で済むから、小規模な演算回路で補間処理を行なうこと
ができる。
【００４６】また、輝度勾配方向にしたがって決定され
たＲＧＢ変換行列の特性を輝度勾配の方向により連続的
に変化させることにより、斜め方向の勾配などによる画
質劣化を低減することができる。
たＲＧＢ変換行列の特性を輝度勾配の方向により連続的
に変化させることにより、斜め方向の勾配などによる画
質劣化を低減することができる。
【００４７】また、撮像信号にあらかじめ定められた特
性で補間フィルタ処理を行なうとともに撮像信号から画
像の輝度勾配方向を推定し、補間フィルタ処理された信
号を、推定された輝度勾配方向にしたがい修正してＲＧ
Ｂ変換行列の演算を行なうことにより、小規模な演算回
路で任意の色変換行列に対応することができる。
性で補間フィルタ処理を行なうとともに撮像信号から画
像の輝度勾配方向を推定し、補間フィルタ処理された信
号を、推定された輝度勾配方向にしたがい修正してＲＧ
Ｂ変換行列の演算を行なうことにより、小規模な演算回
路で任意の色変換行列に対応することができる。
【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】３×３画素の配置図である。
【図３】色フィルタの配列パターンを示す説明図であ
る。
る。
【図４】ラインバッファの構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】線形補間用の補間フィルタの補間用フィルタ係
数を示す説明図である。
数を示す説明図である。
【図６】横縞用の補間フィルタの補間用フィルタ係数を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図７】横縞の入力データを示す３×３画素の配置図で
ある。
ある。
【図８】他の横縞用の補間フィルタの補間用フィルタ係
数を示す説明図である。
数を示す説明図である。
【図９】３×３画素の補間用フィルタ係数の自由度を示
す説明図である。
す説明図である。
【図１０】横縞用の補間用フィルタ係数を示す説明図で
ある。
ある。
【図１１】他の横縞用の補間用フィルタ係数を示す説明
図である。
図である。
【図１２】注目画素の周囲３×３画素のデータを示す説
明図である。
明図である。
【図１３】シアンの入力データを示す説明図である。
【図１４】第２の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図１５】横勾配用の行列と縦勾配用の行列の勾配方向
係数を示す説明図である。
係数を示す説明図である。
【図１６】第２の実施例の補間用フィルタ係数を示す説
明図である。
明図である。
【図１７】第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図１８】第４の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図１９】第５の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１ 画像入力装置 ２ 撮像手段 ３ 信号処理部 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ ラインバッファ ６ 行／列カウンタ ７ フィルタ係数選択部 ８ 係数メモリ ９ 補間フィルタ １１ 変換係数選択部 １２ 変換係数メモリ １３ 補間フィルタ １４ ＲＧＢ変換部 １５ 勾配係数フィルタ １６ 変換係数決定部
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の色分解フィルタを配列した撮像素
子から出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像
信号に変換する画像処理装置において、 撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定する手段と、推
定された輝度勾配方向にしたがい補間フィルタ処理の特
性を決定する手段と、決定した特性の補間フィルタ処理
を行う補間フィルタ演算手段を有することを特徴とする
画像処理装置。 - 【請求項２】 複数の色分解フィルタを配列した撮像素
子から出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像
信号に変換する画像処理装置において、 撮像信号にあらかじめ定められた特性で補間フィルタ処
理を行なう複数の補間フィルタ演算手段と、撮像信号か
ら画像の輝度勾配方向を推定する手段と、推定された輝
度勾配方向にしたがいＲＧＢ変換行列の特性を決定する
手段と、上記補間フィルタ演算手段から出力する信号に
対して輝度勾配方向にしたがって決定された特性のＲＧ
Ｂ変換行列の演算を行なうＲＧＢ変換手段を有すること
を特徴とする画像処理装置。 - 【請求項３】 上記輝度勾配方向にしたがって決定され
たＲＧＢ変換行列の特性を輝度勾配の方向により連続的
に変化させる請求項２記載の画像処理装置。 - 【請求項４】 複数の色分解フィルタを配列した撮像素
子から出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像
信号に変換する画像処理装置において、 撮像信号にあらかじめ定められた特性で補間フィルタ処
理を行なう複数の補間フィルタ演算手段と、撮像信号か
ら画像の輝度勾配方向を推定する手段と、補間フィルタ
演算手段から出力する信号を推定された輝度勾配方向に
したがい修正してＲＧＢ変換行列の演算を行なうＲＧＢ
変換手段を有することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項５】 複数の色分解フィルタを配列した撮像素
子から出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像
信号に変換する画像処理方法において、 撮像信号から画像の輝度勾配方向を推定し、推定された
輝度勾配方向にしたがい補間フィルタ処理の特性を決定
し、決定した特性の補間フィルタ処理を行うことを特徴
とする画像処理方法。 - 【請求項６】 複数の色分解フィルタを配列した撮像素
子から出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像
信号に変換する画像処理方法において、 撮像信号にあらかじめ定められた特性で補間フィルタ処
理を行うとともに撮像信号から画像の輝度勾配方向を推
定し、推定された輝度勾配方向にしたがいＲＧＢ変換行
列の特性を決定し、補間フィルタ処理した信号に対して
輝度勾配方向にしたがって決定された特性のＲＧＢ変換
行列の演算を行なうことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項７】 上記輝度勾配方向にしたがって決定され
たＲＧＢ変換行列の特性を輝度勾配の方向により連続的
に変化させる請求項６記載の画像処理方法。 - 【請求項８】 複数の色分解フィルタを配列した撮像素
子から出力する撮像信号をＲＧＢのカラーデジタル画像
信号に変換する画像処理方法において、 撮像信号にあらかじめ定められた特性で補間フィルタ処
理を行なうとともに撮像信号から画像の輝度勾配方向を
推定し、補間フィルタ処理された信号を推定された輝度
勾配方向にしたがい修正してＲＧＢ変換行列の演算を行
なうことを特徴とする画像処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18585198A JP3771054B2 (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| US09/346,277 US6882365B1 (en) | 1998-07-01 | 1999-07-01 | Direction-sensitive correction method and system for data including abrupt intensity gradients |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18585198A JP3771054B2 (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000023174A true JP2000023174A (ja) | 2000-01-21 |
| JP3771054B2 JP3771054B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=16177998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18585198A Expired - Fee Related JP3771054B2 (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6882365B1 (ja) |
| JP (1) | JP3771054B2 (ja) |
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| WO2012124184A1 (ja) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置およびその動作制御方法ならびに撮像システム |
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| JP2016503624A (ja) * | 2012-11-22 | 2016-02-04 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 画像処理方法および装置ならびにイメージングデバイス |
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| JP4451044B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2010-04-14 | 株式会社メガチップス | 混成画素補間装置および混成画素補間方法 |
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| JP5440461B2 (ja) | 2010-09-13 | 2014-03-12 | 株式会社リコー | 校正装置、距離計測システム、校正方法および校正プログラム |
| JP5870510B2 (ja) | 2010-09-14 | 2016-03-01 | 株式会社リコー | ステレオカメラ装置、校正方法およびプログラム |
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