JP2000078597A - デジタルカラ―イメ―ジ値の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にデジタルイメージの形状物の斜方向のエ
ッジにおける画素についてのカラー特性値を作成する改
良装置を提供する。 【解決手段】 行及び列状に配列されたカラーイメージ
画素を備えたイメージセンサから最初に得られた規則的
なデジタルカラーイメージ値を処理する装置。装置は、
デジタルイメージを保存し、低周波の輝度又はクロミナ
ンスの値を計算するために、保存されたイメージに関係
し、保存された規則的なデジタルカラーイメージ値に応
答するプロセッサを有する。計算された値に応じて、少
なくとも２つのイメージの向きにおけるラプラシアン２
次及び勾配値が、周辺近傍の画素から計算される。これ
らの値は、各値が分類子に対応する値の組が存在するよ
うに、各画素に関して値を規定すべく、また、上記分類
子に基づく補間の向きのグループから好適な向きを選択
するために組合せられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子イメージの分
野に関し、特に、イメージセンサにより最初に作成され
た規則的なデジタルイメージからの改良された輝度及び
クロミナンスの画素値を用いた電子スチルイメージ形成
に適するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子カラーイメージ形成では、通常、
赤，緑及び青（シアン，マゼンタ及びイエローを用いて
もよい）である三色平面におけるイメージデータを同時
に捕らえることが望ましい。三色平面が組み合わせられ
た場合、高品質のカラーイメージを作成することができ
る。これら３組のイメージデータを捕らえる方法として
は、多数の方法が知られている。電子写真技術では、時
に、これが、赤，緑及び青のパターンのフィルタにより
覆われた単一の二次元配列のセンサを用いることにより
実現される。センサのこのタイプは、カラーフィルタ配
列又はＣＦＡとして知られている。以下の説明では、赤
（Ｒ），緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素が、一般的に、Ｃ
ＦＡセンサ上に配置されているように示されている。

【０００３】ＣＦＡを用いてカラーイメージが得られた
場合、各センサの位置に関した全ての三色の値の概算が
行えるように、赤，緑及び青の値を補間することが必要
である。補間が行われると、各写真の要素，つまり画素
が、三色の値を有し、システムの必要性に依存して、種
々の公知のイメージ処理技術により処理され得る。処理
する目的の幾つかの例は、イメージのシャープ化、色補
正又はハーフトーン化を行うことである。

【０００４】次に、赤，緑及び青の画素が、特定のカラ
ーフィルタ配列パターンで配置されている様式を示す
（以下、これをべイヤーカラーフィルタ配列という）。
より詳しい説明については、べイヤーに対する米国特許
第３９７１０６５号に開示されている。 Ｇ Ｒ Ｇ Ｒ Ｂ Ｇ Ｂ Ｇ Ｇ Ｒ Ｇ Ｒ Ｂ Ｇ Ｂ Ｇ

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】イメージセンサにより
作成されるカラーデジタルイメージを処理するに際し
て、例えば各画素についての輝度及びクロミナンスの値
のようなカラー特性値が計算される必要がある。イメー
ジセンサにより作成されたカラーイメージ値を処理する
に際して見出される問題の１つは、イメージの形状物の
エッジにおける画素についての輝度の値が不正確に補間
されることである。

【０００６】そこで、本発明は、画素についての、特に
デジタルイメージの形状物の斜方向のエッジにおける画
素についてのカラー特性値を作成する改良装置を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、輝度の概算
を可能とするのに十分な情報を備えた斜方向の画素を有
する列及び行状に配列されたカラーイメージ画素を有し
ているイメージセンサ又はその同様のものから最初に得
られたデジタルカラーイメージ値を処理するための装置
において実現される。ここで、デジタルイメージは、各
イメージ画素の位置について、たった１つのカラー値で
なく、少なくとも３つの別々のカラー値を有している。
かかる装置は各イメージ画素についての輝度値を計算す
るもので、上記デジタルイメージを保存する手段と、低
周波輝度の値を計算するために、上記保存手段と共働し
て、保存された規則的なデジタルカラーイメージ値に応
答する処理手段と、周辺近傍のイメージ画素から、少な
くとも２つのイメージの向きにおけるラプラシアン２次
及び勾配の値を得るために、計算された低周波輝度の値
に応答する手段と、各値が分類子（classifier）に対応
する値の組が存在するように、中心部における各イメー
ジ画素についての値を規定すべく、上記ラプラシアン２
次及び勾配の値を組み合せ、分類子に基づく補間に関す
る向きのグループから好適な向きを選択する手段と、各
対応するイメージ画素についてのカラー特性の一部を概
算するために、好適な向き及び規則的なデジタルイメー
ジに応答する手段とを有している。

【０００８】本発明の利点は、輝度又はクロミナンスの
値を改良するために、実行時間及びメモリ保存の必要の
両方において、計算的に効率が良好であることである。
また、本発明の利点は、ラプラシアン２次及び勾配の値
の組合せを用いて、出力において実質的に軽減されるア
ーティファクト（カラー補間）を実質的に軽減する分類
子を作成することである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。任意の画素に関
して、輝度及びクロミナンスの値は、１つの画素につい
てのカラー特性を構成する。この開示物のために、用語
「カラー特性の一部」とは、画素の輝度又はクロミナン
スの値をあらわすものとする。カラーフィルタ配列を採
用する単一センサの電子カメラはよく知られている。明
確に示されていない若しくはここに記述された要素は、
当該技術で知られたものから選択され得る。まず、図１
及び２から分かるように、電子スチルカメラ１は、全体
として、入力部２と補間及び記録部４とに分割されてい
る。入力部２は、物体（不図示）からイメージセンサ１
２に向かってイメージ光を指向させるための露出部１０
を有している。特に図示しないが、露出部１０は、光学
的な窓を規定する絞り及び露出時間を規定するシャッタ
を通じてイメージ光を指向させるための従来の光学系を
有している。イメージの写真要素に対応する着色した光
電位置、つまり画素の２次元配列を有するイメージセン
サ１２は、よく知られたインターライントランスファ又
はフレームトランスファ技術のいずれかを用いた従来の
電荷結合デバイス（ＣＣＤ）であってよい。特に本発明
の使用に適したカラーフィルタ配列の一例に関しては、
ハミルトン（Hamilton）等に対する公に譲渡された米国
特許第５６３１７０３号を参照すればよい。この開示事
項は、引用することにより、ここに組込まれる。

【００１０】イメージセンサ１２は、アナログイメージ
の電荷情報が、各光電位置において生成されるようにイ
メージ光に露出される。電荷情報は、出力ダイオード１
４へ加えられる。この出力ダイオード１４は、電荷情報
を各写真要素に対応するアナログイメージ信号へ変換す
る。アナログイメージ信号は、Ａ／Ｄ変換部１６へ加え
られる。このＡ／Ｄ変換部は、各写真要素に関してアナ
ログ入力信号からデジタルイメージ値を生成する。続い
て、デジタル値は、イメージバッファ１８へ加えられ
る。このイメージバッファは、複数のスチルイメージ用
の保存容量を備えたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
であってよい。

【００１１】制御プロセッサ２０は、全体を通じて、
（露出部１０における絞り及びシャッタ（不図示）によ
る動作により）露出を初期化し制御することにより、イ
メージセンサ１２を駆動するために、また、イメージ情
報を記録するために必要とされる水平方向及び垂直方向
クロックを生成することにより、そして、写真要素に関
係する各値のセグメントについて、イメージバッファ１
８と共働して、Ａ／Ｄ変換部１６を使用可能とすること
により、電子スチルカメラ１の入力部２を制御する。上
記制御プロセッサ２０は、典型的に、マイクロプロセッ
サ及びシステムタイミング回路に関係した適切なメモリ
を有するものである。

【００１２】イメージバッファ１８において所定数のデ
ジタルイメージ値が蓄積されれば、保存された値がデジ
タル信号プロセッサ２２へ加えられる。このデジタル信
号プロセッサ２２は、電子スチルカメラ１の補間及び記
録部４についてのスループットの処理速度を制御する。
デジタル信号プロセッサ２２は、補間アルゴリズムをデ
ジタルイメージ値に適用し、補間された値を従来のコネ
クタ２６２を介して取外し可能なメモリカード２４へ送
る。ここでは、電子スチルカメラ１が、デジタル信号プ
ロセッサを含むように記述されているが、デジタル信号
プロセッサ２２が、電子スチルカメラ１の不可欠な部分
である必要がないことは理解されるであろう。この発明
の必要条件は、デジタルイメージ値がイメージセンサか
ら供給されることである。

【００１３】補間及びそれに関係した処理は、通常、幾
つかのステップにわたって行われるので、処理アルゴリ
ズムの中間的な作成物は処理バッファ２８に保存され
る。処理バッファ２８は、また、イメージバッファ１８
のメモリスペースの一部として構成されてもよい。デジ
タル処理が開始可能となる前にイメージバッファ１８に
必要とされるイメージ値の数は、処理のタイプに依存す
る、つまり、開始されるべき近傍補間について、ビデオ
フレームを構成する少なくともイメージ値を含む１ブロ
ックの値が、入手可能である必要がある。その結果、ほ
とんどの場合において、補間は、写真要素の必須のブロ
ックがバッファ１８に存在すると即座に開始される。

【００１４】上記入力部２が、電子スチルカメラ１の標
準的な動作と同程度の速さで動作する一方、より多くの
時間を費やす可能性のある補間は、入力速度から比較的
大きく異なる場合がある。上記露出部は、露出の必要に
依存する時間で、例えば１／１０００秒〜数秒の間の時
間で、イメージ光に対してイメージセンサ１２を露出す
る。イメージの電荷は、その後、イメージセンサ１２に
おける光電位置からさらわれ、デジタルフォーマットに
変換されて、イメージバッファ１８に書き込まれる。そ
れに応じて、制御プロセッサ２０によりイメージセンサ
１２，Ａ／Ｄ変換部１６及びバッファ１８に対して供給
された駆動信号が、このような転写を実現すべく生成さ
れる。補間及び記録部４の処理仕事量は、デジタル信号
プロセッサ２２の速度により決定される。

【００１５】かかる構成による望ましい結果の１つは、
上記補間及び記録に採用された処理アルゴリズムが、処
理速度に関してよりむしろイメージの品質処理に関して
選択され得ることである。このことは、当然ながら、写
真術の事象の間での時間に依存して、ユーザに影響し得
る連続的な写真の間における遅延を与える。これは、デ
ジタルスチルカメラが連続したイメージ用の連続撮影能
力に備える必要があることが、イメージの電子イメージ
形成の分野でよく知られ理解されることから問題であ
る。このため、図１に示されるイメージバッファ１８
は、複数のイメージの保存に備えるもので、事実上、一
連のイメージがビデオ速度で「積み重ね」可能となる。
上記バッファのサイズは、ほとんどの写真撮影状況をカ
バーすべく十分に連続したイメージを保有するように設
定される。

【００１６】電子スチルカメラ１の動作に有用な情報を
表示するために、動作表示パネル３０が制御プロセッサ
２０に接続されている。かかる情報は、シャッタスピー
ド，窓，露出バイアス，カラーバランス（自動，タング
ステン，螢光，日光），フィールド／フレーム，低バッ
テリ，弱光，露出モード（窓優先の，シャッタ優先の）
などの、典型的な写真術のデータを含み得る。更に、電
子スチルカメラ１のこのタイプには稀な他の情報が表示
される。例えば、上記取外し可能なメモリカードは、通
常、各保存されたイメージの初め及び終わりをあらわす
ディレクトリを有するであろう。これは、保存されたイ
メージの数、又は、残っている若しくは残っていると判
断されるイメージスペースの数のどちらか（又はその両
方）と同じく、表示パネル３０に表示される。

【００１７】上記デジタル信号プロセッサ２２は、図２
に示される補間技術に従って、イメージバッファ１８に
保存される各スチルビデオイメージを補間する。各画素
の位置において抜けているデータ値の補間が、後述する
ように、図２に示される順序で行われる。図２に示され
る手段では、上記デジタル信号プロセッサ２２が、図３
ａに関して後述するように、輝度値を最良化するための
輝度値ブロック３２として示される計算輝度関数をもた
らすべく、適応性のある補間技術を提供する。輝度値が
計算された後、クロミナンスの値のブロック３４は、計
算された最終的な輝度値に基づく各画素のクロミナンス
の値を計算する。最後に、ＲＧＢ値のブロック３６が、
イメージの表示のために、又は、ハードコピー出力を作
成するために使用される赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）
のフォーマットをしたイメージを計算する。この開示で
は、赤，緑及び青の値を計算するようになっているが、
シアン，マゼンタ及びイエローなどの他のカラースペー
スに適応し得ることは理解されるであろう。採用可能な
また別のカラースペースは、典型的にＹＣＣカラースペ
ースと呼ばれる輝度及びクロミナンスの値を用いること
である。Ｙは輝度をあらわし、２つのＣはクロミナンス
をあらわしている。

【００１８】次に、輝度値ブロック３２がより詳細に示
される図３ａを参照する。図１のイメージバッファ１８
からのデジタルイメージは、低周波の輝度値を計算する
ぼかしブロック４２に加えられる。ぼかしブロック４２
の目的は、デジタルイメージから高周波成分を取り除く
ことである。続いて、５×５のぼかし中心の配置構成が
示される図４を参照する。５×５の中心部の中央画素と
して選択されるあらゆる任意の画素について、４の加重
値が割り当てられる。対象となる中心部を取り囲む画素
はまた異なる値を割り当てられる。図４に示されるこれ
らの値は典型的なものであり、当該技術分野の熟練者に
は、適度のぼかし作用ををもたらす他の値が選択され得
ることが理解されるであろう。ここでは、計算された加
重合計が一旦２０で割られることに注目する必要があ
る。加重合計とは、ぼかし中心における全ての加重の合
計である。次式は、どのようにして、これらの中心部の
値が、除去された高周波成分を有するデジタルイメージ
における各画素を計算するのに用いられるかを表わして
いる。記録されたＣＦＡカラー値が、 Ａ₁₁ Ａ₁₂ Ａ₁₃ Ａ₁₄ Ａ₁₅ Ａ₂₁ Ａ₂₂ Ａ₂₃ Ａ₂₄ Ａ₂₅ Ａ₃₁ Ａ₃₂ Ａ₃₃ Ａ₃₄ Ａ₃₅ Ａ₄₁ Ａ₄₂ Ａ₄₃ Ａ₄₄ Ａ₄₅ Ａ₅₁ Ａ₅₂ Ａ₅₃ Ａ₅₄ Ａ₅₅ である場合に、次式は、どのようにして図４のぼかし中
心の値が、上記中央の画素に関するぼかされた輝度値Ｂ
₃₃を生成するのに用いられるかを示す。 Ｂ₃₃＝（ １^*Ａ₁₃ ＋１^*Ａ₂₂＋２^*Ａ₂₃＋１^*Ａ₂₄ ＋１^*Ａ₃₁＋２^*Ａ₃₂＋４^*Ａ₃₃＋２^*Ａ₃₄＋１^*Ａ₃₅ ＋１^*Ａ₄₂＋２^*Ａ₄₃＋１^*Ａ₄₄ ＋１^*Ａ₅₃ ）／２０ ぼかしブロック４２の出力は、補正ブロック４４及び分
類ブロック４８に加えられる。補正ブロック４４により
もたらされる計算について説明する。ぼかされた輝度値
が、 Ｂ₁₁ Ｂ₁₂ Ｂ₁₃ Ｂ₁₄ Ｂ₁₅ Ｂ₂₁ Ｂ₂₂ Ｂ₂₃ Ｂ₂₄ Ｂ₂₅ Ｂ₃₁ Ｂ₃₂ Ｂ₃₃ Ｂ₃₄ Ｂ₃₅ Ｂ₄₁ Ｂ₄₂ Ｂ₄₃ Ｂ₄₄ Ｂ₄₅ Ｂ₅₁ Ｂ₅₂ Ｂ₅₃ Ｂ₅₄ Ｂ₅₅ である場合、次式は、どのようにして水平方向（ｈｏｒ
ｚ）及び垂直方向（ｖｅｒｔ）の分類子が中央画素につ
いて計算されるかを示す。 ｈｏｒｚ＝Ａｂｓ（ｕ−ｗ）＋Ａｂｓ（ｕ−２^*ｖ＋
ｗ） ここで、項（ｕ−ｗ）は勾配値，項（ｕ−２^*ｖ＋ｗ）
はラプラシアン２次値，ｕ＝Ｂ₃₁，ｖ＝Ｂ₃₃，ｗ＝Ｂ₃₅
である。また、 ｖｅｒｔ＝Ａｂｓ（ｕ−ｗ）＋Ａｂｓ（ｕ−２^*ｖ＋
ｗ） ここで、ｕ＝Ｂ₁₃，ｖ＝Ｂ₃₃，ｗ＝Ｂ₅₃である。２つの
斜方向の向きは、それぞれ、ｄｉａｇ１及びｄｉａｇ２
と表記され、（左側下方から右側上方へ連なる）スロー
プ１の斜方向ラインおよび（左側上方から右側下方へ連
なる）スロープ−１の斜方向ラインに対応する。ｄｉａ
ｇ１及びｄｉａｇ２に関する分類子が、それぞれ図５ａ
〜５ｃおよび図６ａ〜６ｃに示される中心値を用いて計
算される。中心値を用いる分類子の式は、次の通りであ
る。 ｄｉａｇ１＝（Ａｂｓ（ｕ−ｗ）＋Ａｂｓ（ｕ−２^*ｖ
＋ｗ））／３ ここで、 ｕ＝（ １^*Ｂ₁₄ ＋１^*Ｂ₂₃＋２^*Ｂ₂₄＋１^*Ｂ₂₅ ＋１^*Ｂ₃₄ ｖ＝（ １^*Ｂ₂₃ ＋１^*Ｂ₃₂＋２^*Ｂ₃₃＋１^*Ｂ₃₄ ＋１^*Ｂ₄₃ ｗ＝（ １^*Ｂ₃₂ ＋１^*Ｂ₄₁＋２^*Ｂ₄₂＋１^*Ｂ₄₃ ＋１^*Ｂ₅₂ また、 ｄｉａｇ２＝（Ａｂｓ（ｕ−ｗ）＋Ａｂｓ（ｕ−２^*ｖ＋ｗ））／３ ここで、 ｕ＝（ １^*Ｂ₁₂ ＋１^*Ｂ₂₁＋２^*Ｂ₂₂＋１^*Ｂ₂₃ ＋１^*Ｂ₃₂ ｖ＝（ １^*Ｂ₂₃ ＋１^*Ｂ₃₂＋２^*Ｂ₃₃＋１^*Ｂ₃₄ ＋１^*Ｂ₄₃ ｗ＝（ １^*Ｂ₃₄ ＋１^*Ｂ₄₃＋２^*Ｂ₄₄＋１^*Ｂ₄₅ ＋１^*Ｂ₅₄

【００１９】画素の水平方向及び垂直方向の分類子が、
共に、２４などの一定の境界値よりも小さい場合、画素
は「フラット」として分類され、フラットな補間公式
（predictor）が用いられる（図７ｃ参照）。他の点で
は、画素の分類子が、水平方向，垂直方向，斜方向１，
斜方向２などの好適な補間の向きをあらわす最小の分類
子に決定される。水平方向，垂直方向，斜方向１，斜方
向２などの好適な向きにおいて補間するための補間公式
が、それぞれ、図７ａ，７ｂ，７ｄ及び７ｅに示され
る。特定の例に関して、水平方向，垂直方向，斜方向
１，斜方向２についての分類子の値が、それぞれ、３
２，２０，１８及び２５であることを考えてみよう。水
平方向の分類子３２が２４の境界値を越えるので、その
画素は、「フラット」として分類されない。その結果、
斜方向１の分類子である最小値１８は、補間に好適な方
向が斜方向１であることを判断する。斜方向１の方向
（図７ｄ）に関する補間公式の中心加重を用いて、予報
される輝度値Ｖ₃₃は、 Ｖ₃₃＝（ １^*Ａ₁₄＋ ２^*Ａ₂₃ １^*Ａ₂₅＋ ２^*Ａ₃₂＋２^*Ａ₃₃＋２^*Ａ₃₄＋ １^*Ａ₄₁＋ ２^*Ａ₄₃＋ １^*Ａ₅₂ ）／１４ であろう。

【００２０】補正ブロック４４の演算について説明す
る。画素に関する輝度の補正条件（term）は、その分類
及び計算で得られるぼかされた輝度値である。「フラッ
ト」として分類された画素は、０の輝度補正を有してい
る。他の補正条件は、次の通りに決定される。 ｈｏｒｚ：Ｃ＝（−Ｂ₃₁＋２^*Ｂ₃₃−Ｂ₃₅） ｖｅｒｔ：Ｃ＝（−Ｂ₁₃＋２^*Ｂ₃₃−Ｂ₅₃） ｄｉａｇ１：Ｃ＝（−Ｂ₁₅＋２^*Ｂ₃₃−Ｂ₅₁） ｄｉａｇ２：Ｃ＝（−Ｂ₁₁＋２^*Ｂ₃₃−Ｂ₅₅） いずれの補正条件（Ｃ）を用いても、それは３／８など
の定数を掛けられ、次の関数に置換される。 Ｍａｘ（Ｍｉｎ（０，ｘ＋６），−５４） 補正＝｛ Ｍｉｎ（Ｍａｘ（０，ｘ−６），５４） ここで、ｘ＝Ｃ^*（３／８）である。

【００２１】図８ｂから分かるように、採用されるカラ
ーフィルタ型の配列フィルタは、シアン（Ｃ），マゼン
タ（Ｍ），イエロー（Ｙ）及びグリーン（Ｇ）である。
輝度（Ｖ）は、２つの方法で同等に規定され得る。その
一方はＣ及びＹを用い、他方はＭ及びＧを用いる。数式
は、 Ｖ＝（Ｙ＋Ｃ）／２ 及び Ｖ＝（Ｍ＋Ｇ）／２ ２つのクロミナンスの値Ｃａ及びＣｂは、 Ｃａ＝（Ｙ−Ｃ）／２ 及び Ｃｂ＝（Ｍ−Ｇ）／２ と規定される。これらの数式から、 Ｃａ＝Ｙ−Ｖ Ｃｂ＝Ｍ−Ｖ Ｃａ＝Ｖ−Ｃ Ｃｂ＝Ｖ−Ｇ が決定され得る。

【００２２】図３ｂは、図２において示されるクロミナ
ンスの値を詳細に示している。ここでは、図３ａに対応
する各部について、同じ符号が用いられる。上記カラー
フィルタ配列データは、図２に示されるように輝度値を
受ける局部ブロック５２に適用される。この局部ブロッ
ク５２の目的は、完成ブロック５４により満たされる彩
度値をもたらす計算を提供することである。完成ブロッ
ク５４はまた、分類ブロック４８からの入力を受ける。

【００２３】輝度補正が既に完了しているため、各画素
の位置は、元のＣＦＡカラー値（Ｃ，Ｍ，Ｙ又はＧ）に
加えて、補間された輝度値を有する。Ｙ又はＣを有する
画素は、局部ブロック５２におけるＣａを計算するため
に、上記数式の１つにおいて、補間された輝度Ｖを用い
ることができる。同様に、Ｍ又はＧを有する画素は、局
部ブロック５２におけるＣｂを計算するために、補間さ
れた輝度Ｖを用いることができる。その結果、各画素
は、補間された輝度値及び補間されたクロミナンスの値
を有する。この入力は、完成ブロック５４へ加えられ
る。

【００２４】Ｍ及びＧの画素は、Ｙ及びＣの画素と同様
に、２×２のサブブロックを構成するので、クロミナン
スの値Ｃａ及びＣｂは、これら同じサブブロックにおい
て計算される。これは、図８ｂに示される配列に続い
て、局部ブロック５２にて計算される公知のＣａ及びＣ
ｂの値が、次のように配置される。 Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ Ｃｂ Ｃｂ Ｃａ Ｃａ Ｃｂ Ｃｂ

【００２５】完成ブロック５４の演算を示す図９には、
このクロミナンスの値の配列の左側上方における５×５
のブロックが示されている。中央画素は、既に、Ｃｂに
ついて補間された値を有し、Ｃａについて補間された値
を獲得する必要がある。Ｃａの値を必要とする画素は、
いかなるものも、（１つ又は２つのステップ離れた）左
側の近傍画素，（１つ又は２つのステップ離れた）右側
の近傍画素，（１つ又は２つのステップ離れた）上側の
近傍画素，（１つ又は２つのステップ離れた）下側の近
傍画素、及び、（左側上方及び右側下方、又は、右側上
方及び左側下方のいずれかの）対向するコーナに接触す
る２つの近傍画素を有しており、全てがＣａについて補
間された値を有している。画素が最初にフラット又は水
平として分類された場合、水平方向における（右側及び
左側の近傍で）２つの値が平均化され、Ｃａについて補
間された値となる。画素が、垂直として分類された場合
には、上側及び下側のＣａの値は、Ｃａについての補間
値となるように平均化される。画素が、ｄｉａｇ１又は
ｄｉａｇ２のいずれかとして分類された場合、対向する
コーナからの２つの値が、Ｃａについての補間値となる
ように平均化される。

【００２６】例えば、中央の画素（図９参照）がフラッ
ト又は水平と分類された場合、補間の式は、 Ｃａ₃₃＝（Ｃａ₃₂＋Ｃａ₃₅）／２ となる。中央の画素が垂直と分類された場合、補間の式
は、 Ｃａ₃₃＝（Ｃａ₂₃＋Ｃａ₅₃）／２ となる。中央の画素が垂直と分類された場合、補間の式
は、 Ｃａ₃₃＝（Ｃａ₂₄＋Ｃａ₄₂）／２ となる。Ｃａについて補間された値を必要とする他の画
素は、いかなるものも、同様の方法で処理され得る。更
に、Ｃｂについて補間された値を必要とする各画素もま
た、Ｃａ及びＣｂの役割を逆にして、同様の方法で処理
され得る。このステップが行われた場合には、全ての画
素が１つの輝度値及び２つのクロミナンスの値を有する
こととなり、補間処理が完了する。各画素について、
赤，緑及び青の値への変換（図２のＲＧＢ値のブロック
３６を参照）が次式により実現される。 Ｒ＋Ｖ＋２^*Ｃａ＋Ｃｂ Ｇ＋Ｖ −Ｃｂ Ｂ＋Ｖ−２^*Ｃａ＋Ｃｂ

【００２７】本発明は、イメージセンサから最初に得ら
れたデジタルカラーイメージ値に適用可能であり、輝度
の概算を可能とするに十分な情報を用いて、斜方向の画
素を備えた繰り返す中心部を規定するために、行及び列
状に配列されたカラーイメージ画素を有している。デジ
タルイメージは、各イメージ画素の位置に関して１つの
カラー値のみならず、少なくとも３つの別々のカラー値
を有するものである。例えば、所謂ベイヤー配列は、全
体的に、図８ａに示されるフォーマットをとる。このフ
ォーマットでは、図８ａのｂ，ｄおよびｆと標識付けさ
れたある項に沿って、輝度（すなわち緑）の情報は不十
分である。他の項では、情報は完全である。それらは、
ａ，ｃ及びｅと標識付けされている。米国特許第５６３
１７０３号に示される配列パターンは、全ての項（例え
ば、図８ｂのａ−ｅ）に沿って、十分な情報（すなわち
マゼンタ及び緑の値、又は、シアン及びイエローの値）
を有しており、その結果、特に本発明との利用に適して
いる。本発明は、例えば、磁気ディスク（例えばフロッ
ピーディスク），磁気テープのような磁気記録媒体，光
ディスク，光テープ、若しくは、機械読取り可能のメモ
リなどのコンピュータ読取り可能の製品に保存されるコ
ンピュータプログラムにおいて具現化され得る。

【００２８】なお、本発明は、例示された実施の形態に
限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において、種々の改良及び設計上の変更が可能であるこ
とは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、改良された輝度又はクロミナンスの値を生成
するために、実行時間及びメモリ保存の必要の両方にお
いて、コンピュータの使用により効率的である。また、
ラプラシアン２次及び勾配の値の組合せを用いて、出力
イメージにおいて実質的に軽減されるアーティファクト
（カラー補間）を実質的に軽減する分類子を作成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る補間処理を採用す
る電子スチルカメラのブロック図である。

【図２】 輝度を生成する補間処理技術の論理のブロッ
ク図である。

【図３】 （ａ） 図２に示される輝度値ブロック３２
の詳細なブロック図である。 （ｂ）図２に示されるクロミナンス値ブロック３４の詳
細なブロック図である。

【図４】 低周波輝度値を計算するに際して用いられる
中心部を示す。

【図５】 図３ａ及び３ｂに示される分類ブロック４８
において分類子を計算するに際して用いられる画素加重
を示す。

【図６】 上記分類ブロック４８により生成されるまた
別の分類子を計算するに際して用いられる画素加重を示
す。

【図７】 水平方向，垂直方向，フラット，斜方向１及
び斜方向２として分類された画素についての輝度を予報
する中心加重を示す。

【図８】 従来技術の画素パターンを示す。

【図９】 クロミナンス補正に適した画素配列パターン
を示す。

【符号の説明】

１２…イメージセンサ １８…イメージバッファ ２０…制御プロセッサ ２２…デジタル信号プロセッサ ２８…処理バッファ ３２…輝度値ブロック ４２…ぼかしブロック ４４…補正ブロック ４６…輝度ブロック ４８…分類ブロック ５２…局部ブロック ５４…完成ブロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輝度の概算を可能とするのに十分な情報
   を用いて、斜方向の画素を有する行及び列状に配列され
   たカラーイメージ画素を備えたイメージセンサ又はその
   同様のものから最初に得られたデジタルカラーイメージ
   値を処理するための、各イメージ画素についての輝度値
   を計算する装置において、デジタルイメージは、各イメ
   ージ画素の位置につき、少なくとも３つの別々のカラー
   値を有しており、 上記デジタルイメージを保存する手段と、 低周波輝度の値を計算するために、上記保存手段と共働
   し、保存された規則的なデジタルカラーイメージ値に応
   答する処理手段と、 周辺近傍のイメージ画素から、少なくとも２つのイメー
   ジの向きにおけるラプラシアン２次及び勾配の値を得る
   ために、計算された低周波輝度の値に応答する手段と、 各値が分類子に対応する値の組が存在するように、中心
   部における各イメージ画素についての値を規定すべく、
   上記ラプラシアン２次及び勾配の値を組み合せ、上記分
   類子に基づく補間に関した向きのグループから好適な向
   きを選択する手段と、 各対応するイメージ画素についてのカラー特性の一部を
   概算するために、好適な向き及び規則的なデジタルイメ
   ージに応答する手段とを有していることを特徴とするデ
   ジタルカラーイメージ値の処理装置。
2. 【請求項２】 輝度の概算を可能とするのに十分な情報
   を用いて、斜方向の画素を有する行及び列状に配列され
   たカラーイメージ画素を備えたイメージセンサ又はその
   同様のものから最初に得られたデジタルカラーイメージ
   値を処理するための、各イメージ画素についての輝度値
   を計算する装置において、デジタルイメージは、各イメ
   ージ画素の位置につき、少なくとも３つの別々のカラー
   値を有しており、 上記デジタルイメージを保存する手段と、 低周波輝度の値を計算するために、上記保存手段と共働
   し、保存された規則的なデジタルカラーイメージ値に応
   答する処理手段と、 周辺近傍のイメージ画素から、少なくとも２つのイメー
   ジの向きにおけるラプラシアン２次及び勾配の値を得る
   ために、計算された低周波輝度の値に応答する手段と、 各値が分類子に対応する値の組が存在するように、各イ
   メージ画素についての値を規定すべく、上記ラプラシア
   ン２次及び勾配の値を組み合せ、上記分類子に基づく補
   間に関した向きのグループから好適な向きを選択する手
   段と、 各対応するイメージ画素に関した輝度値を概算するため
   に、好適な向き及び規則的なデジタルイメージに応答す
   る手段とを有していることを特徴とするデジタルカラー
   イメージ値の処理装置。
3. 【請求項３】 行及び列状に配列されたカラーイメージ
   画素を備えたイメージセンサから最初に得られた規則的
   なデジタルカラーイメージ値を処理するための、各イメ
   ージ画素についての輝度値を計算する装置において、デ
   ジタルイメージセンサは、各イメージ画素の位置につ
   き、少なくとも３つの別々のカラー値を生成するもの
   で、 規則的なデジタルカラーイメージ値を保存する手段と、 低周波輝度の値を計算するために、上記保存手段と共働
   し、保存された規則的なデジタルカラーイメージ値に応
   答する処理手段と、 周辺近傍のイメージ画素から、少なくとも２つのイメー
   ジの向きにおけるラプラシアン２次及び勾配の値を得る
   ために、計算された低周波輝度の値に応答する手段と、 各値が分類子に対応する値の組が存在するように、各イ
   メージ画素に関した値を規定すべく、上記ラプラシアン
   ２次及び勾配の値を組み合せ、上記分類子に基づく補間
   に関した、フラット，水平方向，垂直方向，第１及び第
   ２の斜方向の向きを含む向きのグループから好適な向き
   を選択する手段と、 各対応するイメージ画素に関した輝度値を決定するため
   に、好適な向き及び規則的なデジタルイメージに応答す
   る手段とを有していることを特徴とするデジタルカラー
   イメージ値の処理装置。