JP2000341702A - 信号生成方法および装置並びに記録媒体 - Google Patents
信号生成方法および装置並びに記録媒体Info
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- JP2000341702A JP2000341702A JP11145953A JP14595399A JP2000341702A JP 2000341702 A JP2000341702 A JP 2000341702A JP 11145953 A JP11145953 A JP 11145953A JP 14595399 A JP14595399 A JP 14595399A JP 2000341702 A JP2000341702 A JP 2000341702A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単板ＣＣＤ等の撮像デバイスから得られた画
像信号から高周波の輝度信号を生成する際に、すじ状や
粒状のアーチファクトの発生を防止する。 【解決手段】 単板ＣＣＤ１において得られた撮像信号
Ｓ０から、低周波輝度信号生成手段２において各画素位
置における低周波の輝度信号ＹＬを生成する。エッジ検
出手段３において、低周波輝度信号ＹＬから各画素位置
の上下左右斜めの各方向におけるエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４
を算出する。高周波輝度信号生成手段４は、各画素位置
の各方向における輝度信号値ＹＨ１〜ＹＨ４を算出し、
これをエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に応じて重み付けをしてそ
の画素位置における信号値ＹＨ０を求め、これを高周波
輝度信号ＹＨとして生成する。
像信号から高周波の輝度信号を生成する際に、すじ状や
粒状のアーチファクトの発生を防止する。 【解決手段】 単板ＣＣＤ１において得られた撮像信号
Ｓ０から、低周波輝度信号生成手段２において各画素位
置における低周波の輝度信号ＹＬを生成する。エッジ検
出手段３において、低周波輝度信号ＹＬから各画素位置
の上下左右斜めの各方向におけるエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４
を算出する。高周波輝度信号生成手段４は、各画素位置
の各方向における輝度信号値ＹＨ１〜ＹＨ４を算出し、
これをエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に応じて重み付けをしてそ
の画素位置における信号値ＹＨ０を求め、これを高周波
輝度信号ＹＨとして生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる分光感度を
有する複数種類の光電変換素子を単一面上に配置した、
いわゆる単板ＣＣＤ等の撮像デバイスにおいて得られた
カラー撮像信号に基づいて、光電変換素子に対応する各
画素位置における高周波の輝度情報を表す高周波輝度信
号を生成する信号生成方法および装置並びに信号生成方
法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録
したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するもので
ある。
有する複数種類の光電変換素子を単一面上に配置した、
いわゆる単板ＣＣＤ等の撮像デバイスにおいて得られた
カラー撮像信号に基づいて、光電変換素子に対応する各
画素位置における高周波の輝度情報を表す高周波輝度信
号を生成する信号生成方法および装置並びに信号生成方
法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録
したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】デジタルカメラに用いられるＣＣＤ等の
撮像デバイスとしては、分光感度が異なる複数種類の光
電変換素子を同一平面上に交互に配置して構成されてい
るものが知られている（以下単板ＣＣＤと称する）。こ
こで、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに分光感度を有する光電変
換素子、すなわちＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネルの光電変換
素子を交互に配置した単板ＣＣＤの場合、連続したＲ，
Ｇ，Ｂチャンネルの３個の光電変換素子の組が１つの画
素を構成することとなる。しかしながら、このような単
板ＣＣＤにおいては各画素のＲ，Ｇ，Ｂ値を同一画素位
置において得ることができないため、色ずれや偽色が生
じることがある。また、各チャンネルの光電変換素子数
は単板ＣＣＤを構成する全素子数よりも少ないため、高
解像度の画像を得ることができない。例えばＲ，Ｇ，Ｂ
各チャンネルの光電変換素子を交互に配置した単板ＣＣ
Ｄにおいては、各チャンネルの光電変換素子数は全素子
数の１／３しかないため、同一素子数のモノクロ撮像装
置に比べて解像度が１／３となってしまう。このため、
Ｒ，Ｇ，Ｂ各チャンネルの光電変換素子が存在しない部
分における信号値を補間処理により求める方法が提案さ
れているが、単に補間処理を行うのみでは、信号値が大
きく変化する部分において色ずれが発生することがあ
る。この場合、平滑化処理を行うことにより色ずれの発
生を防止することができるが、平滑化処理を行うと解像
度が悪化するという問題がある。
撮像デバイスとしては、分光感度が異なる複数種類の光
電変換素子を同一平面上に交互に配置して構成されてい
るものが知られている（以下単板ＣＣＤと称する）。こ
こで、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに分光感度を有する光電変
換素子、すなわちＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネルの光電変換
素子を交互に配置した単板ＣＣＤの場合、連続したＲ，
Ｇ，Ｂチャンネルの３個の光電変換素子の組が１つの画
素を構成することとなる。しかしながら、このような単
板ＣＣＤにおいては各画素のＲ，Ｇ，Ｂ値を同一画素位
置において得ることができないため、色ずれや偽色が生
じることがある。また、各チャンネルの光電変換素子数
は単板ＣＣＤを構成する全素子数よりも少ないため、高
解像度の画像を得ることができない。例えばＲ，Ｇ，Ｂ
各チャンネルの光電変換素子を交互に配置した単板ＣＣ
Ｄにおいては、各チャンネルの光電変換素子数は全素子
数の１／３しかないため、同一素子数のモノクロ撮像装
置に比べて解像度が１／３となってしまう。このため、
Ｒ，Ｇ，Ｂ各チャンネルの光電変換素子が存在しない部
分における信号値を補間処理により求める方法が提案さ
れているが、単に補間処理を行うのみでは、信号値が大
きく変化する部分において色ずれが発生することがあ
る。この場合、平滑化処理を行うことにより色ずれの発
生を防止することができるが、平滑化処理を行うと解像
度が悪化するという問題がある。
【０００３】ここで、人間の視覚特性は色よりも輝度に
対して感度が高いものである。このため、単板ＣＣＤに
おいて得られたカラー撮像信号から、各画素の輝度を表
す高周波の輝度信号と、上述した補間処理および平滑化
処理による低周波の色信号とを生成し、輝度信号および
色信号を用いてカラー画像信号を再構成するようにした
方法が提案されている（特開平１０−２００９０６号、
同９−６５０７５号等）。この方法によれば、人間の視
覚特性において感度が高い輝度成分に対してより多くの
情報が与えられることとなるため、見かけ上解像度が高
い画像を再現可能なカラー画像信号を得ることができ
る。
対して感度が高いものである。このため、単板ＣＣＤに
おいて得られたカラー撮像信号から、各画素の輝度を表
す高周波の輝度信号と、上述した補間処理および平滑化
処理による低周波の色信号とを生成し、輝度信号および
色信号を用いてカラー画像信号を再構成するようにした
方法が提案されている（特開平１０−２００９０６号、
同９−６５０７５号等）。この方法によれば、人間の視
覚特性において感度が高い輝度成分に対してより多くの
情報が与えられることとなるため、見かけ上解像度が高
い画像を再現可能なカラー画像信号を得ることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−２００９０６号等に記載された方法において
は、単板ＣＣＤにおいて得られた撮像信号から生成され
た低周波の色信号により輝度信号を推測しているため、
この方向において得られる高周波の輝度信号は、実際に
は画像に含まれるエッジ付近においてぼけたものとな
り、その結果画像の解像度が低下してしまうという問題
がある。
開平１０−２００９０６号等に記載された方法において
は、単板ＣＣＤにおいて得られた撮像信号から生成され
た低周波の色信号により輝度信号を推測しているため、
この方向において得られる高周波の輝度信号は、実際に
は画像に含まれるエッジ付近においてぼけたものとな
り、その結果画像の解像度が低下してしまうという問題
がある。
【０００５】また、上記特開平９−６５０７５号に記載
された方法においては、各画素位置における高周波の輝
度信号を、各画素位置とその周囲の画素位置における信
号値から補間演算により求めるものであるため、上記特
開平１０−２００９０６号に記載された方法と比較し
て、それほど解像度は低下しないものである。しかしな
がら、単板ＣＣＤにおいて得られた撮像信号は各画素位
置において全ての色信号（例えばＲＧＢ）が存在するも
のではないため、厳密に見た場合、色エッジの境界付近
においてすじ状のアーチファクトが生じたり、エッジ付
近において粒状のアーチファクトが発生してしまうとい
う問題がある。
された方法においては、各画素位置における高周波の輝
度信号を、各画素位置とその周囲の画素位置における信
号値から補間演算により求めるものであるため、上記特
開平１０−２００９０６号に記載された方法と比較し
て、それほど解像度は低下しないものである。しかしな
がら、単板ＣＣＤにおいて得られた撮像信号は各画素位
置において全ての色信号（例えばＲＧＢ）が存在するも
のではないため、厳密に見た場合、色エッジの境界付近
においてすじ状のアーチファクトが生じたり、エッジ付
近において粒状のアーチファクトが発生してしまうとい
う問題がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、単板ＣＣＤ等の撮像デバイスにおいて得られた撮像
信号に対して、エッジ付近におけるアーチファクトを発
生させることなく高周波の輝度信号を得ることができる
信号生成方法および装置並びに信号生成方法をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とする
ものである。
り、単板ＣＣＤ等の撮像デバイスにおいて得られた撮像
信号に対して、エッジ付近におけるアーチファクトを発
生させることなく高周波の輝度信号を得ることができる
信号生成方法および装置並びに信号生成方法をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による信号生成方
法は、異なる分光感度を有する複数種類の光電変換素子
を単一面上に配置した撮像デバイスにおいて得られたカ
ラー撮像信号に基づいて、前記各光電変換素子に対応す
る各画素位置における高周波の輝度情報を表す高周波輝
度信号を生成する信号生成方法であって、前記各画素位
置および該各画素位置の周囲の画素位置における信号値
に基づいて補間演算を行って前記各画素位置における前
記高周波輝度信号を生成する信号生成方法において、前
記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置における
エッジの方向および／または強度を表すエッジ情報を算
出し、該エッジ情報に基づいて前記補間演算を行って、
前記各画素位置における高周波輝度信号を生成すること
を特徴とするものである。
法は、異なる分光感度を有する複数種類の光電変換素子
を単一面上に配置した撮像デバイスにおいて得られたカ
ラー撮像信号に基づいて、前記各光電変換素子に対応す
る各画素位置における高周波の輝度情報を表す高周波輝
度信号を生成する信号生成方法であって、前記各画素位
置および該各画素位置の周囲の画素位置における信号値
に基づいて補間演算を行って前記各画素位置における前
記高周波輝度信号を生成する信号生成方法において、前
記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置における
エッジの方向および／または強度を表すエッジ情報を算
出し、該エッジ情報に基づいて前記補間演算を行って、
前記各画素位置における高周波輝度信号を生成すること
を特徴とするものである。
【０００８】ここで、「異なる分光感度を有する複数種
類の光電変換素子を単一面上に配置した撮像デバイス」
とは、上述した単板ＣＣＤのような撮像素子のことをい
うものである。なお、各光電変換素子は、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）のみならず、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼ
ンタ）、Ｙ（イエロー）、さらにはＣＭＹにＧ（緑）を
加えたＣＭＹＧに分光感度を有するものであってもよ
く、これらの光電変換素子の配列は特定のものに限定さ
れない。
類の光電変換素子を単一面上に配置した撮像デバイス」
とは、上述した単板ＣＣＤのような撮像素子のことをい
うものである。なお、各光電変換素子は、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）のみならず、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼ
ンタ）、Ｙ（イエロー）、さらにはＣＭＹにＧ（緑）を
加えたＣＭＹＧに分光感度を有するものであってもよ
く、これらの光電変換素子の配列は特定のものに限定さ
れない。
【０００９】また、「高周波の輝度情報を表す高周波輝
度信号」とは、上記特開平１０−２００９０６号等に記
載された方法により、各画素位置およびその周囲の画素
位置の信号値に基づいて得られるその画素位置における
信号値の輝度成分のことをいう。なお、高周波輝度信号
は各画素位置毎に生成されるため、高周波輝度信号によ
り得られる画像の解像度は全光電変換素子の解像度と一
致するものとなる。
度信号」とは、上記特開平１０−２００９０６号等に記
載された方法により、各画素位置およびその周囲の画素
位置の信号値に基づいて得られるその画素位置における
信号値の輝度成分のことをいう。なお、高周波輝度信号
は各画素位置毎に生成されるため、高周波輝度信号によ
り得られる画像の解像度は全光電変換素子の解像度と一
致するものとなる。
【００１０】さらに、「各画素位置および各画素位置の
周囲の画素位置における信号値に基づいて補間演算を行
って高周波輝度信号を得る」とは、例えば、特開平９−
６５０７５号に記載されているように、各画素およびこ
れに隣接する画素の信号値を用いて、これらを所定の比
率により重み付け加算することにより得られる信号値
を、高周波の輝度信号とすることをいう。
周囲の画素位置における信号値に基づいて補間演算を行
って高周波輝度信号を得る」とは、例えば、特開平９−
６５０７５号に記載されているように、各画素およびこ
れに隣接する画素の信号値を用いて、これらを所定の比
率により重み付け加算することにより得られる信号値
を、高周波の輝度信号とすることをいう。
【００１１】また、「エッジ情報」とは、各画素位置に
おけるエッジの方向および強度を表すものであり、例え
ば各画素位置およびこれの周囲の画素位置における信号
値の変化の方向および変化の大きさからこれらを算出す
ることができる。
おけるエッジの方向および強度を表すものであり、例え
ば各画素位置およびこれの周囲の画素位置における信号
値の変化の方向および変化の大きさからこれらを算出す
ることができる。
【００１２】なお、本発明による信号生成方法において
は、前記エッジ情報に基づく補間演算は、前記各画素位
置および前記周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記
各画素位置を基準とする複数方向の輝度信号値を算出
し、前記エッジ情報に基づいて、前記複数方向の輝度信
号値を重み付け加算するための寄与率を設定し、該複数
方向の輝度信号値を前記寄与率に応じて重み付け加算し
て、前記高周波輝度信号を生成する演算であることが好
ましい。
は、前記エッジ情報に基づく補間演算は、前記各画素位
置および前記周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記
各画素位置を基準とする複数方向の輝度信号値を算出
し、前記エッジ情報に基づいて、前記複数方向の輝度信
号値を重み付け加算するための寄与率を設定し、該複数
方向の輝度信号値を前記寄与率に応じて重み付け加算し
て、前記高周波輝度信号を生成する演算であることが好
ましい。
【００１３】また、本発明による信号生成方法において
は、前記エッジ情報に基づく補間演算は、前記各画素位
置および前記周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記
各画素位置を基準とする複数方向の輝度信号値を算出
し、前記エッジ情報に基づいて、前記エッジの強度が最
も小さい方向を算出し、前記エッジの強度が最も小さい
方向における輝度信号値を、前記高周波輝度信号として
生成する演算であることが好ましい。
は、前記エッジ情報に基づく補間演算は、前記各画素位
置および前記周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記
各画素位置を基準とする複数方向の輝度信号値を算出
し、前記エッジ情報に基づいて、前記エッジの強度が最
も小さい方向を算出し、前記エッジの強度が最も小さい
方向における輝度信号値を、前記高周波輝度信号として
生成する演算であることが好ましい。
【００１４】さらに、本発明による信号生成方法におい
ては、前記高周波輝度信号に対して、さらに高周波ノイ
ズ成分を除去するために、ローパスフィルタによるフィ
ルタリング処理を施すことが好ましい。
ては、前記高周波輝度信号に対して、さらに高周波ノイ
ズ成分を除去するために、ローパスフィルタによるフィ
ルタリング処理を施すことが好ましい。
【００１５】また、本発明による信号生成方法において
は、前記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置に
おける低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号を生成
し、該低周波輝度信号に基づいて、前記エッジ情報を算
出することが好ましい。
は、前記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置に
おける低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号を生成
し、該低周波輝度信号に基づいて、前記エッジ情報を算
出することが好ましい。
【００１６】ここで、「低周波の輝度情報を表す低周波
輝度信号」は、上記特開平１０−２００９０６号等に記
載されたように補間処理等により求められる。このた
め、低周波輝度信号により得られる画像の解像度は全光
電変換素子により得られる画像の解像度よりも小さくな
り、その結果、低周波輝度信号は低周波の輝度情報を表
すものとなる。
輝度信号」は、上記特開平１０−２００９０６号等に記
載されたように補間処理等により求められる。このた
め、低周波輝度信号により得られる画像の解像度は全光
電変換素子により得られる画像の解像度よりも小さくな
り、その結果、低周波輝度信号は低周波の輝度情報を表
すものとなる。
【００１７】本発明による信号生成装置は、異なる分光
感度を有する複数種類の光電変換素子を単一面上に配置
した撮像デバイスにおいて得られたカラー撮像信号に基
づいて、前記各光電変換素子に対応する各画素位置にお
ける高周波の輝度情報を表す高周波輝度信号を生成する
信号生成装置であって、前記各画素位置および該各画素
位置の周囲の画素位置における信号値に基づいて補間演
算を行って前記各画素位置における前記高周波輝度信号
を生成する高周波輝度信号生成手段を備えた信号生成装
置において、前記カラー撮像信号に基づいて、前記各画
素位置におけるエッジの方向および／または強度を表す
エッジ情報を算出するエッジ情報算出手段を備え、前記
高周波輝度信号生成手段は、該エッジ情報に基づいて前
記補間演算を行って、前記各画素位置における高周波輝
度信号を生成する手段であることを特徴とするものであ
る。
感度を有する複数種類の光電変換素子を単一面上に配置
した撮像デバイスにおいて得られたカラー撮像信号に基
づいて、前記各光電変換素子に対応する各画素位置にお
ける高周波の輝度情報を表す高周波輝度信号を生成する
信号生成装置であって、前記各画素位置および該各画素
位置の周囲の画素位置における信号値に基づいて補間演
算を行って前記各画素位置における前記高周波輝度信号
を生成する高周波輝度信号生成手段を備えた信号生成装
置において、前記カラー撮像信号に基づいて、前記各画
素位置におけるエッジの方向および／または強度を表す
エッジ情報を算出するエッジ情報算出手段を備え、前記
高周波輝度信号生成手段は、該エッジ情報に基づいて前
記補間演算を行って、前記各画素位置における高周波輝
度信号を生成する手段であることを特徴とするものであ
る。
【００１８】なお、本発明による信号生成装置において
は、前記高周波輝度信号生成手段は、前記エッジ情報に
基づく補間演算を行う際に、前記各画素位置および前記
周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記各画素位置を
基準とする複数方向の輝度信号値を算出し、前記エッジ
情報に基づいて、前記複数方向の輝度信号値を重み付け
加算するための寄与率を設定し、該複数方向の輝度信号
値を前記寄与率に応じて重み付け加算して、前記高周波
輝度信号を生成する演算を行う手段であることが好まし
い。
は、前記高周波輝度信号生成手段は、前記エッジ情報に
基づく補間演算を行う際に、前記各画素位置および前記
周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記各画素位置を
基準とする複数方向の輝度信号値を算出し、前記エッジ
情報に基づいて、前記複数方向の輝度信号値を重み付け
加算するための寄与率を設定し、該複数方向の輝度信号
値を前記寄与率に応じて重み付け加算して、前記高周波
輝度信号を生成する演算を行う手段であることが好まし
い。
【００１９】また、本発明による信号生成装置において
は、前記高周波輝度信号生成手段は、前記エッジ情報に
基づく補間演算を行う際に、前記各画素位置および前記
周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記各画素位置を
基準とする複数方向の輝度信号値を算出し、前記エッジ
情報に基づいて、前記エッジの強度が最も小さい方向を
算出し、前記エッジの強度が最も小さい方向における輝
度信号値を、前記高周波輝度信号として生成する演算を
行う手段であることが好ましい。
は、前記高周波輝度信号生成手段は、前記エッジ情報に
基づく補間演算を行う際に、前記各画素位置および前記
周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記各画素位置を
基準とする複数方向の輝度信号値を算出し、前記エッジ
情報に基づいて、前記エッジの強度が最も小さい方向を
算出し、前記エッジの強度が最も小さい方向における輝
度信号値を、前記高周波輝度信号として生成する演算を
行う手段であることが好ましい。
【００２０】さらに、本発明による信号生成装置におい
ては、前記高周波輝度信号に対して、さらに高周波ノイ
ズ成分を除去するために、ローパスフィルタによるフィ
ルタリング処理を施すフィルタリング手段をさらに備え
ることが好ましい。
ては、前記高周波輝度信号に対して、さらに高周波ノイ
ズ成分を除去するために、ローパスフィルタによるフィ
ルタリング処理を施すフィルタリング手段をさらに備え
ることが好ましい。
【００２１】また、本発明による信号生成装置において
は、前記エッジ情報算出手段は、前記各画素位置におけ
る低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号を生成する低
周波輝度信号生成手段を備え、該低周波輝度信号に基づ
いて、前記エッジ情報を算出する手段であることが好ま
しい。これにより、ノイズに影響されにくいエッジ情報
を算出することができる。
は、前記エッジ情報算出手段は、前記各画素位置におけ
る低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号を生成する低
周波輝度信号生成手段を備え、該低周波輝度信号に基づ
いて、前記エッジ情報を算出する手段であることが好ま
しい。これにより、ノイズに影響されにくいエッジ情報
を算出することができる。
【００２２】なお、本発明による信号生成方法をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュ
ータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
ュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュ
ータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、単板ＣＣＤのような撮
像デバイスにおいて得られたカラー撮像信号から各画素
位置におけるエッジ情報が算出される。そして、このエ
ッジ情報に基づいて、補間演算を行って各画素位置にお
ける高周波輝度信号が生成される。このように、本発明
によれば各画素位置におけるエッジ情報に基づいて高周
波輝度信号を生成するようにしたため、補間演算を行う
際に信号値の変動が少ない方向における信号値の寄与率
を大きくして高周波輝度信号を生成することができ、こ
れによりエッジ部分におけるすじ状あるいは粒状のアー
チファクトの発生を防止することができるとともに、エ
ッジ部分のぼけが少ない高解像度の輝度信号を得ること
ができる。
像デバイスにおいて得られたカラー撮像信号から各画素
位置におけるエッジ情報が算出される。そして、このエ
ッジ情報に基づいて、補間演算を行って各画素位置にお
ける高周波輝度信号が生成される。このように、本発明
によれば各画素位置におけるエッジ情報に基づいて高周
波輝度信号を生成するようにしたため、補間演算を行う
際に信号値の変動が少ない方向における信号値の寄与率
を大きくして高周波輝度信号を生成することができ、こ
れによりエッジ部分におけるすじ状あるいは粒状のアー
チファクトの発生を防止することができるとともに、エ
ッジ部分のぼけが少ない高解像度の輝度信号を得ること
ができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の実施形態による
信号生成装置の構成を示す概略ブロック図である。図１
に示すように本発明の実施形態による信号生成装置は、
単板ＣＣＤ１を構成する各光電変換素子において得られ
た信号値から各画素位置における高周波の輝度信号ＹＨ
を生成するものであり、各信号値により構成される撮像
信号Ｓ０から低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号Ｙ
Ｌを生成する低周波輝度信号生成手段２と、低周波輝度
信号ＹＬに基づいて各画素位置におけるエッジの方向お
よび強度を検出するエッジ検出手段３と、エッジ検出手
段３において検出されたエッジの方向および強度に基づ
いて、撮像信号Ｓ０に対して重み付け加算を行って高周
波輝度信号ＹＨを生成する高周波輝度信号生成手段４と
を備える。
形態について説明する。図１は本発明の実施形態による
信号生成装置の構成を示す概略ブロック図である。図１
に示すように本発明の実施形態による信号生成装置は、
単板ＣＣＤ１を構成する各光電変換素子において得られ
た信号値から各画素位置における高周波の輝度信号ＹＨ
を生成するものであり、各信号値により構成される撮像
信号Ｓ０から低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号Ｙ
Ｌを生成する低周波輝度信号生成手段２と、低周波輝度
信号ＹＬに基づいて各画素位置におけるエッジの方向お
よび強度を検出するエッジ検出手段３と、エッジ検出手
段３において検出されたエッジの方向および強度に基づ
いて、撮像信号Ｓ０に対して重み付け加算を行って高周
波輝度信号ＹＨを生成する高周波輝度信号生成手段４と
を備える。
【００２５】なお、本発明による信号生成装置は、デジ
タルカメラやフイルムから画像を読み取る撮像装置に備
えられた画像処理装置に設けられるものである。この画
像処理装置としては、例えば上記特開平１０−２００９
０６号、同９−６５０７５号等に記載されたように、単
板ＣＣＤ１において得られた撮像信号Ｓ０から高周波輝
度信号ＹＨおよび低周波の色信号を生成してカラー画像
信号を再構成するものであり、この画像処理装置におけ
る高周波輝度信号ＹＨを生成するために、本実施形態に
よる信号生成装置が用いられるものである。
タルカメラやフイルムから画像を読み取る撮像装置に備
えられた画像処理装置に設けられるものである。この画
像処理装置としては、例えば上記特開平１０−２００９
０６号、同９−６５０７５号等に記載されたように、単
板ＣＣＤ１において得られた撮像信号Ｓ０から高周波輝
度信号ＹＨおよび低周波の色信号を生成してカラー画像
信号を再構成するものであり、この画像処理装置におけ
る高周波輝度信号ＹＨを生成するために、本実施形態に
よる信号生成装置が用いられるものである。
【００２６】図２は単板ＣＣＤ１の光電変換素子の配列
を示す図である。図２（ａ）はＲ，Ｇ，Ｂに分光感度を
有するＲ，Ｇ，Ｂチャンネルの光電変換素子を交互に配
列したものであり、図２（ｂ）は輝度に影響を与えるＧ
チャンネルを横方向に１列おきに配列し、その間にＲ，
Ｂチャンネルを交互に配列したものである。また、図２
（ｃ）はＣ，Ｍ，Ｙに分光感度を有するＣ，Ｍ，Ｙチャ
ンネルの光電変換素子を交互に配列したものであり、図
２（ｄ）はＣ，Ｍ，ＹチャンネルにさらにＧチャンネル
を加えた光電変換素子を交互に配列したものである。こ
こで、ＲＧＢとＣＭＹとは各原色の色度が定義されてい
るため、相互に変換可能である。したがって、本発明に
よる信号生成装置はいずれの配列の単板ＣＣＤ１から得
られる撮像信号Ｓ０から高周波輝度信号ＹＨを生成する
ものであってもよいが、本実施形態においては、図２
（ｂ）に示す光電変換素子の配列を有する単板ＣＣＤ１
において得られた撮像信号Ｓ０に対して処理を施すもの
として説明する。
を示す図である。図２（ａ）はＲ，Ｇ，Ｂに分光感度を
有するＲ，Ｇ，Ｂチャンネルの光電変換素子を交互に配
列したものであり、図２（ｂ）は輝度に影響を与えるＧ
チャンネルを横方向に１列おきに配列し、その間にＲ，
Ｂチャンネルを交互に配列したものである。また、図２
（ｃ）はＣ，Ｍ，Ｙに分光感度を有するＣ，Ｍ，Ｙチャ
ンネルの光電変換素子を交互に配列したものであり、図
２（ｄ）はＣ，Ｍ，ＹチャンネルにさらにＧチャンネル
を加えた光電変換素子を交互に配列したものである。こ
こで、ＲＧＢとＣＭＹとは各原色の色度が定義されてい
るため、相互に変換可能である。したがって、本発明に
よる信号生成装置はいずれの配列の単板ＣＣＤ１から得
られる撮像信号Ｓ０から高周波輝度信号ＹＨを生成する
ものであってもよいが、本実施形態においては、図２
（ｂ）に示す光電変換素子の配列を有する単板ＣＣＤ１
において得られた撮像信号Ｓ０に対して処理を施すもの
として説明する。
【００２７】低周波輝度信号生成手段２は、単板ＣＣＤ
１から得られる撮像信号Ｓ０から各画素位置における色
信号を生成し、この色信号から低周波輝度信号ＹＬを生
成する。まず、色信号を構成するＲの色信号（Ｒ信号）
の生成について説明する。図２（ｂ）に示す光電変換素
子の配列において、Ｒチャンネルの素子のみを抽出した
状態を図３に示す。図３においてＸで示す素子の位置
（以下画素位置Ｘとする）においてはＲ信号は存在しな
いことから、画素位置ＸにおけるＲ信号を、その近傍画
素位置におけるＲ信号の値に基づいて単板ＣＣＤ１の縦
方向および横方向に対してこの順序で補間演算を施すこ
とにより求める。なお、この補間演算としては、線形補
間の他、滑らかさを重視したＢスプライン補間演算、鮮
鋭度を重視したCubicスプライン補間演算等の高次の補
間演算を適用することができる。
１から得られる撮像信号Ｓ０から各画素位置における色
信号を生成し、この色信号から低周波輝度信号ＹＬを生
成する。まず、色信号を構成するＲの色信号（Ｒ信号）
の生成について説明する。図２（ｂ）に示す光電変換素
子の配列において、Ｒチャンネルの素子のみを抽出した
状態を図３に示す。図３においてＸで示す素子の位置
（以下画素位置Ｘとする）においてはＲ信号は存在しな
いことから、画素位置ＸにおけるＲ信号を、その近傍画
素位置におけるＲ信号の値に基づいて単板ＣＣＤ１の縦
方向および横方向に対してこの順序で補間演算を施すこ
とにより求める。なお、この補間演算としては、線形補
間の他、滑らかさを重視したＢスプライン補間演算、鮮
鋭度を重視したCubicスプライン補間演算等の高次の補
間演算を適用することができる。
【００２８】ここで、Cubic スプライン補間演算および
Ｂスプライン補間演算について説明する。本実施形態に
おいて使用される撮像信号Ｓ０は、等間隔の周期でサン
プリングされた一方向に配列されたサンプリング点（画
素）Ｘk-2 ，Ｘk-1 ，Ｘk ，Ｘk+1 ，Ｘk-2…に対応し
た信号値（Ｓk-2 ，Ｓk-1 ，Ｓk，Ｓk+1 Ｓk+2 …）を
有するものする。Cubic スプライン補間演算は、オリジ
ナルのサンプリング点（画素）Ｘk 〜Ｘk+1 間に設けら
れた補間点Ｘp の補間データＹ′を表す３次のCubic ス
プライン補間演算式（１）における補間データＹk-1 ，
Ｙk ，Ｙk+1 ，Ｙk+2 にそれぞれ対応する補間係数ｃ
k-1 ，ｃk ，ｃk+1 ，ｃk+2 を、下記にそれぞれ示す演
算により求めるものである。
Ｂスプライン補間演算について説明する。本実施形態に
おいて使用される撮像信号Ｓ０は、等間隔の周期でサン
プリングされた一方向に配列されたサンプリング点（画
素）Ｘk-2 ，Ｘk-1 ，Ｘk ，Ｘk+1 ，Ｘk-2…に対応し
た信号値（Ｓk-2 ，Ｓk-1 ，Ｓk，Ｓk+1 Ｓk+2 …）を
有するものする。Cubic スプライン補間演算は、オリジ
ナルのサンプリング点（画素）Ｘk 〜Ｘk+1 間に設けら
れた補間点Ｘp の補間データＹ′を表す３次のCubic ス
プライン補間演算式（１）における補間データＹk-1 ，
Ｙk ，Ｙk+1 ，Ｙk+2 にそれぞれ対応する補間係数ｃ
k-1 ，ｃk ，ｃk+1 ，ｃk+2 を、下記にそれぞれ示す演
算により求めるものである。
【００２９】 Ｙ′＝ｃk-1 Ｙk-1 ＋ｃk Ｙk ＋ｃk+1 Ｙk+1 ＋ｃk+2 Ｙk+2 （１） ｃk-1 ＝（−ｔ3 ＋２ｔ2 −ｔ）／２ ｃk ＝（３ｔ3 −５ｔ2 ＋２）／２ ｃk+1 ＝（−３ｔ3 ＋４ｔ2 ＋ｔ）／２ ｃk+2 ＝（ｔ3 −ｔ2）／２ （但し、ｔ（０≦ｔ≦１）は格子間隔を１とし、画素Ｘ
k を基準としたときの補間点Ｘp の画素Ｘk+1 方向への
位置を示す。） Ｂスプライン補間演算は、オリジナルのサンプリング点
Ｘk 〜Ｘk+1 間に設けられた補間点Ｘp の補間データ
Ｙ′を表す３次のＢスプライン補間演算式（２）におけ
る補間データＹk-1 、Ｙk 、Ｙk+1 、Ｙk+2 にそれぞれ
対応する補間係数ｂk-1 ，ｂk ，ｂk+1 ，ｂk+2 を、下
記にそれぞれ示す演算により求めるものである。
k を基準としたときの補間点Ｘp の画素Ｘk+1 方向への
位置を示す。） Ｂスプライン補間演算は、オリジナルのサンプリング点
Ｘk 〜Ｘk+1 間に設けられた補間点Ｘp の補間データ
Ｙ′を表す３次のＢスプライン補間演算式（２）におけ
る補間データＹk-1 、Ｙk 、Ｙk+1 、Ｙk+2 にそれぞれ
対応する補間係数ｂk-1 ，ｂk ，ｂk+1 ，ｂk+2 を、下
記にそれぞれ示す演算により求めるものである。
【００３０】 Ｙ′＝ｂk-1 Ｙk-1 ＋ｂk Ｙk ＋ｂk+1 Ｙk+1 ＋ｂk+2 Ｙk+2 （２） ｂk-1 ＝（−ｔ3 ＋３ｔ2 −３ｔ＋１）／６ ｂk ＝（３ｔ3 −６ｔ2 ＋４）／６ ｂk+1 ＝（−３ｔ3 ＋３ｔ2 ＋３ｔ＋１）／６ ｂk+2 ＝ｔ3 ／６ （但し、ｔ（０≦ｔ≦１）は格子間隔を１とし、画素Ｘ
k を基準としたときの補間点Ｘp の画素Ｘk+1 方向への
位置を示す。） なお、本実施形態においては、色信号を平滑化する観点
からＢスプライン補間演算を行うことが好ましく、また
補間演算を行うことなく単にローパスフィルタによって
フィルタリング処理することにより画素位置Ｘにおける
Ｒの信号値を求めるようにしてもよい。なお、このロー
パスフィルタとしては、単板ＣＣＤ１の全光電変換素子
によりサンプリングした場合のナイキスト周波数をｆｓ
とした場合、図２（ｂ）に示す光電変換素子の配列を有
する単板ＣＣＤ１では元のＲ信号、Ｂ信号はそれぞれ縦
方向には全信号の１／２、横方向には全信号の１／４し
か存在しないことから、縦方向に１／２ｆｓ以上、横方
向に１／４ｆｓ以上の高周波成分をカットするものであ
ることが好ましい。なお、ローパスフィルタの特性は、
単板ＣＣＤ１における光電変換素子の配列に応じて変更
することが好ましい。
k を基準としたときの補間点Ｘp の画素Ｘk+1 方向への
位置を示す。） なお、本実施形態においては、色信号を平滑化する観点
からＢスプライン補間演算を行うことが好ましく、また
補間演算を行うことなく単にローパスフィルタによって
フィルタリング処理することにより画素位置Ｘにおける
Ｒの信号値を求めるようにしてもよい。なお、このロー
パスフィルタとしては、単板ＣＣＤ１の全光電変換素子
によりサンプリングした場合のナイキスト周波数をｆｓ
とした場合、図２（ｂ）に示す光電変換素子の配列を有
する単板ＣＣＤ１では元のＲ信号、Ｂ信号はそれぞれ縦
方向には全信号の１／２、横方向には全信号の１／４し
か存在しないことから、縦方向に１／２ｆｓ以上、横方
向に１／４ｆｓ以上の高周波成分をカットするものであ
ることが好ましい。なお、ローパスフィルタの特性は、
単板ＣＣＤ１における光電変換素子の配列に応じて変更
することが好ましい。
【００３１】そして、Ｒ，Ｂ信号について、上述したよ
うな補間演算あるいはローパスフィルタによるフィルタ
リング処理によりその信号値が存在しない画素位置Ｘに
おける信号値が求められる。
うな補間演算あるいはローパスフィルタによるフィルタ
リング処理によりその信号値が存在しない画素位置Ｘに
おける信号値が求められる。
【００３２】また、Ｇ信号はＲ信号およびＢ信号よりも
多くの画素位置において信号値が得られるため、Ｇ信号
についてはＲ信号およびＢ信号と整合させるために、図
２（ｂ）における縦方向に画素を間引き、間引いた後に
上述したような補間演算あるいはローパスフィルタによ
るフィルタリング処理を行うことにより、信号値が存在
しない画素位置Ｘにおける信号値を求める。このよう
に、補間演算あるいはフィルタリング処理により求めら
れた色信号の各色成分をＲＬ，ＧＬ，ＢＬとする。
多くの画素位置において信号値が得られるため、Ｇ信号
についてはＲ信号およびＢ信号と整合させるために、図
２（ｂ）における縦方向に画素を間引き、間引いた後に
上述したような補間演算あるいはローパスフィルタによ
るフィルタリング処理を行うことにより、信号値が存在
しない画素位置Ｘにおける信号値を求める。このよう
に、補間演算あるいはフィルタリング処理により求めら
れた色信号の各色成分をＲＬ，ＧＬ，ＢＬとする。
【００３３】次にこのようにして求められた色信号から
各画素位置において下記の式（３）に示す演算を行っ
て、各画素位置における信号値ＹＬ０を算出し、これを
低周波輝度信号ＹＬとして生成する。
各画素位置において下記の式（３）に示す演算を行っ
て、各画素位置における信号値ＹＬ０を算出し、これを
低周波輝度信号ＹＬとして生成する。
【００３４】 ＹＬ０＝０．３ＲＬ＋０．６ＧＬ＋０．１ＢＬ （３） このようにして生成された低周波輝度信号ＹＬは、エッ
ジ検出手段３に入力される。エッジ検出手段３において
は、各画素位置における縦、横、斜め（右上がりおよび
左下がり）の合計４方向についてのエッジ強度が算出さ
れる。このエッジ強度の算出は、各画素位置を中心とす
る３×３画素の範囲内における低周波輝度信号ＹＬの信
号値ＹＬ０に基づいて、ロビンソンのエッジ検出フィル
タによりフィルタリング処理を行うことにより求めるこ
とができる（画像解析ハンドブック、高木幹雄、下田陽
久、東京大学出版会、1991、1/17、PP554）。このロビ
ンソンのエッジ検出フィルタを図４に示す。図４（ａ）
に示すフィルタは図５に示す矢印Ａ方向のエッジ強度を
算出するためのフィルタであり、以下図４（ｂ）に示す
フィルタは矢印Ｂ方向、図４（ｃ）に示すフィルタは矢
印Ｃ方向、図４（ｄ）に示すフィルタは矢印Ｄ方向のエ
ッジ強度を算出するためのフィルタである。具体的には
図６に示すように各画素位置の信号値をＹＬij（ｉ，ｊ
＝−１〜１）とした場合、矢印Ａ方向のエッジ強度Ｅ１
は下記の式（４）により求めることができる。
ジ検出手段３に入力される。エッジ検出手段３において
は、各画素位置における縦、横、斜め（右上がりおよび
左下がり）の合計４方向についてのエッジ強度が算出さ
れる。このエッジ強度の算出は、各画素位置を中心とす
る３×３画素の範囲内における低周波輝度信号ＹＬの信
号値ＹＬ０に基づいて、ロビンソンのエッジ検出フィル
タによりフィルタリング処理を行うことにより求めるこ
とができる（画像解析ハンドブック、高木幹雄、下田陽
久、東京大学出版会、1991、1/17、PP554）。このロビ
ンソンのエッジ検出フィルタを図４に示す。図４（ａ）
に示すフィルタは図５に示す矢印Ａ方向のエッジ強度を
算出するためのフィルタであり、以下図４（ｂ）に示す
フィルタは矢印Ｂ方向、図４（ｃ）に示すフィルタは矢
印Ｃ方向、図４（ｄ）に示すフィルタは矢印Ｄ方向のエ
ッジ強度を算出するためのフィルタである。具体的には
図６に示すように各画素位置の信号値をＹＬij（ｉ，ｊ
＝−１〜１）とした場合、矢印Ａ方向のエッジ強度Ｅ１
は下記の式（４）により求めることができる。
【００３５】 E1=|YL-1-1+2YL0-1+YL1-1-YL-11-2YL01-YL11|+1 （４） なお、１を加算したのはエッジ強度Ｅ１の値を０としな
いためである。そして、同様にして矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向
のエッジ強度Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４も求めることができる。
いためである。そして、同様にして矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向
のエッジ強度Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４も求めることができる。
【００３６】このようにして各画素位置におけるエッジ
強度Ｅ１〜Ｅ４が求められると、高周波輝度信号生成手
段４において、高周波の輝度信号ＹＨが生成される。ま
ず各画素位置において図５に示すＡ〜Ｄの４方向につい
ての輝度値ＹＨ１〜ＹＨ４を、下記の式（５）により重
み付け加算することにより求める。
強度Ｅ１〜Ｅ４が求められると、高周波輝度信号生成手
段４において、高周波の輝度信号ＹＨが生成される。ま
ず各画素位置において図５に示すＡ〜Ｄの４方向につい
ての輝度値ＹＨ１〜ＹＨ４を、下記の式（５）により重
み付け加算することにより求める。
【００３７】 ＹＨｋ＝１／４（Ｓａ＋２Ｓｉｊ＋Ｓｂ） （５） 但し、Ｓａ、Ｓｂ：図５に示す方向にある隣接する２画
素位置での信号値 Ｓｉｊ：輝度値ＹＨｋを求める画素の信号値 ｋ：１〜４ 例えば、ある画素位置の周囲３×３の領域内の画素位置
の信号値が、図７に示すようなものである場合、Ｇ00の
画素位置における信号値ＹＨ１〜ＹＨ４は下記の式
（６）に示すように求めることができる。
素位置での信号値 Ｓｉｊ：輝度値ＹＨｋを求める画素の信号値 ｋ：１〜４ 例えば、ある画素位置の周囲３×３の領域内の画素位置
の信号値が、図７に示すようなものである場合、Ｇ00の
画素位置における信号値ＹＨ１〜ＹＨ４は下記の式
（６）に示すように求めることができる。
【００３８】 YH1=0.25*G0-1+0.5*G00+0.25*G01 YH2=0.25*R-11+0.5*G00+0.25*B1-1 YH3=0.25*B-10+0.5*G00+0.25*R10 YH4=0.25*R-1-1+0.5*G00+0.25*B11 （６） なお、各画素位置の信号値と隣接する画素位置の信号値
との加算比率はこれに限定されるものではなく、例えば
上記式（３）に示すように輝度信号を算出する際の比率
を考慮して加算比率を変更してもよい。
との加算比率はこれに限定されるものではなく、例えば
上記式（３）に示すように輝度信号を算出する際の比率
を考慮して加算比率を変更してもよい。
【００３９】そして、このように算出された信号値ＹＨ
１〜ＹＨ４を、エッジ検出手段３において検出されたエ
ッジ強度Ｅ１〜Ｅ４を用いて下記の式（７）により重み
付け加算することにより、各画素位置における信号値Ｙ
Ｈ０を求め、これを高周波輝度信号ＹＨとして生成す
る。
１〜ＹＨ４を、エッジ検出手段３において検出されたエ
ッジ強度Ｅ１〜Ｅ４を用いて下記の式（７）により重み
付け加算することにより、各画素位置における信号値Ｙ
Ｈ０を求め、これを高周波輝度信号ＹＨとして生成す
る。
【００４０】 YH0=YH1*(K/E1)+YH2*(K/E2)+YH3*(K/E3)+YH4*(K/E4) （７） ここで、ＫはＫ／Ｅ１＋Ｋ／Ｅ２＋Ｋ／Ｅ３＋Ｋ／Ｅ４
の値を１とするための係数であり、 K=E1E2E3E4/(E1E2E3+E2E3E4+E3E4E1+E4E1E2) である。このようにして信号値ＹＨ１〜ＹＨ４をエッジ
強度Ｅ１〜Ｅ４に応じて重み付け加算することにより、
エッジ強度の値が小さいすなわち平坦な方向の信号値ほ
ど大きな重み付けがなされて信号値ＹＨ０が求められる
こととなる。これにより、エッジ強度の値が大きいすな
わちエッジの濃度変化が大きい方向における信号値の重
み付けが小さくなり、エッジ部分におけるぼけや粒状の
アーチファクトの発生を防止することができる。
の値を１とするための係数であり、 K=E1E2E3E4/(E1E2E3+E2E3E4+E3E4E1+E4E1E2) である。このようにして信号値ＹＨ１〜ＹＨ４をエッジ
強度Ｅ１〜Ｅ４に応じて重み付け加算することにより、
エッジ強度の値が小さいすなわち平坦な方向の信号値ほ
ど大きな重み付けがなされて信号値ＹＨ０が求められる
こととなる。これにより、エッジ強度の値が大きいすな
わちエッジの濃度変化が大きい方向における信号値の重
み付けが小さくなり、エッジ部分におけるぼけや粒状の
アーチファクトの発生を防止することができる。
【００４１】すなわち、図８（ａ）に示すように濃度変
化が大きいエッジ部分において、濃度が変化する方向に
式（５）により輝度信号を求めると、図８（ｂ）に示す
ようにエッジ部分がなまってしまう。これに対して図９
（ａ）に示すように濃度変化が小さい部分において濃度
が変化する方向に輝度信号を求めても、図９（ｂ）に示
すように信号値はほとんど変化しないものとなる。した
がって、エッジ強度が小さい方向ほど重み付けを大きく
することにより、図８（ｂ）に示すようにエッジがなま
ることがなくなり、かつエッジのぼけやすじ状あるいは
粒状のアーチファクトの発生を防止することができる。
化が大きいエッジ部分において、濃度が変化する方向に
式（５）により輝度信号を求めると、図８（ｂ）に示す
ようにエッジ部分がなまってしまう。これに対して図９
（ａ）に示すように濃度変化が小さい部分において濃度
が変化する方向に輝度信号を求めても、図９（ｂ）に示
すように信号値はほとんど変化しないものとなる。した
がって、エッジ強度が小さい方向ほど重み付けを大きく
することにより、図８（ｂ）に示すようにエッジがなま
ることがなくなり、かつエッジのぼけやすじ状あるいは
粒状のアーチファクトの発生を防止することができる。
【００４２】次いで、本実施形態の動作について説明す
る。図１０は本実施形態の動作を示すフローチャートで
ある。まず、単板ＣＣＤ１において得られた撮像信号Ｓ
０から低周波輝度信号生成手段２において低周波の輝度
情報を表す低周波輝度信号ＹＬが生成される（ステップ
Ｓ１）。そして、エッジ検出手段３において低周波輝度
信号ＹＬに基づいて、上述したように各画素位置を中心
とした４方向におけるエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４を算出する
（ステップＳ２）。そして算出されたエッジ強度Ｅ１〜
Ｅ４は高周波輝度信号生成手段４に入力され、上述した
ように、エッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に応じて、各画素位置を
中心とする４方向における輝度信号値ＹＨ１〜ＹＨ４に
対して重み付けがなされ、輝度値ＹＨ０が得られる。そ
してこの輝度値ＹＨ０が高周波輝度信号ＹＨとして生成
される（ステップＳ３）。
る。図１０は本実施形態の動作を示すフローチャートで
ある。まず、単板ＣＣＤ１において得られた撮像信号Ｓ
０から低周波輝度信号生成手段２において低周波の輝度
情報を表す低周波輝度信号ＹＬが生成される（ステップ
Ｓ１）。そして、エッジ検出手段３において低周波輝度
信号ＹＬに基づいて、上述したように各画素位置を中心
とした４方向におけるエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４を算出する
（ステップＳ２）。そして算出されたエッジ強度Ｅ１〜
Ｅ４は高周波輝度信号生成手段４に入力され、上述した
ように、エッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に応じて、各画素位置を
中心とする４方向における輝度信号値ＹＨ１〜ＹＨ４に
対して重み付けがなされ、輝度値ＹＨ０が得られる。そ
してこの輝度値ＹＨ０が高周波輝度信号ＹＨとして生成
される（ステップＳ３）。
【００４３】生成された高周波輝度信号ＹＨは、上記特
開平１０−２００９０６号、同９−６５０７５号等に記
載されたように、単板ＣＣＤ１において得られた撮像信
号Ｓ０から生成された低周波の色信号とともに、カラー
画像信号を再構成するために用いられる。
開平１０−２００９０６号、同９−６５０７５号等に記
載されたように、単板ＣＣＤ１において得られた撮像信
号Ｓ０から生成された低周波の色信号とともに、カラー
画像信号を再構成するために用いられる。
【００４４】このように、本実施形態においては、各画
素位置におけるエッジの強度に応じて、エッジ強度が小
さい方向に存在する画素位置の信号値ほど、高周波輝度
信号ＹＨを生成する際の重み付けを大きくするようにし
たため、画素値の変動が少ない方向における信号値の寄
与率を大きくして高周波輝度信号ＹＨを生成することが
でき、これによりエッジ部分におけるすじ状あるいは粒
状のアーチファクトの発生を防止することができるとと
もに、エッジ部分のぼけが少ない高解像度の輝度信号Ｙ
Ｈを得ることができる。
素位置におけるエッジの強度に応じて、エッジ強度が小
さい方向に存在する画素位置の信号値ほど、高周波輝度
信号ＹＨを生成する際の重み付けを大きくするようにし
たため、画素値の変動が少ない方向における信号値の寄
与率を大きくして高周波輝度信号ＹＨを生成することが
でき、これによりエッジ部分におけるすじ状あるいは粒
状のアーチファクトの発生を防止することができるとと
もに、エッジ部分のぼけが少ない高解像度の輝度信号Ｙ
Ｈを得ることができる。
【００４５】なお、上記実施形態においては、上記式
（７）により各方向の輝度信号値ＹＨ１〜ＹＨ４を重み
付けして信号値ＹＨ０を求めているが、エッジ強度によ
る重み付けをさらに強調したい場合には、下記の式
（８）に示すように、Ｋ／Ｅ１、Ｋ／Ｅ２、Ｋ／Ｅ３、
Ｋ／Ｅ４を（Ｋ／Ｅ１）2、（Ｋ／Ｅ２）2、（Ｋ／Ｅ
３）2、（Ｋ／Ｅ４）2としてもよい。
（７）により各方向の輝度信号値ＹＨ１〜ＹＨ４を重み
付けして信号値ＹＨ０を求めているが、エッジ強度によ
る重み付けをさらに強調したい場合には、下記の式
（８）に示すように、Ｋ／Ｅ１、Ｋ／Ｅ２、Ｋ／Ｅ３、
Ｋ／Ｅ４を（Ｋ／Ｅ１）2、（Ｋ／Ｅ２）2、（Ｋ／Ｅ
３）2、（Ｋ／Ｅ４）2としてもよい。
【００４６】 YH0=YH1*(K/E1)2+YH2*(K/E2)2+YH3*(K/E3)2+YH4*(K/E4)2 （８） この場合、Ｋは（Ｋ／Ｅ１）2＋（Ｋ／Ｅ２）2＋（Ｋ／
Ｅ３）2＋（Ｋ／Ｅ４）2の値を１とするための係数とな
る。
Ｅ３）2＋（Ｋ／Ｅ４）2の値を１とするための係数とな
る。
【００４７】また、エッジ強度に応じて信号値ＹＨ０を
算出する場合において、重み付けを強調しすぎるとノイ
ズが発生しやすくなる。例えば、赤い色の領域において
上記式（７）により信号値ＹＨ０を求めた場合、その方
向によってはＲ信号が全く存在しない画素を用いて信号
値ＹＨ１〜ＹＨ４が求められる場合がある。すなわち、
信号値の分布が図７に示すものである場合には、信号値
ＹＨ１は全くＲ信号を使用していないこととなる。この
ような場合において、信号値ＹＨ１の重み付けが大きく
他の信号値ＹＨ２〜ＹＨ４の重み付けが小さくなると、
その画素位置における信号値ＹＨ０の値が小さくなっ
て、その画素位置のみ信号値が抜けたようなノイズが現
れることとなる。このような場合は、信号値ＹＨ０を求
めた後にローパスフィルタによる平滑化処理を施して、
ノイズを除去することが好ましい。
算出する場合において、重み付けを強調しすぎるとノイ
ズが発生しやすくなる。例えば、赤い色の領域において
上記式（７）により信号値ＹＨ０を求めた場合、その方
向によってはＲ信号が全く存在しない画素を用いて信号
値ＹＨ１〜ＹＨ４が求められる場合がある。すなわち、
信号値の分布が図７に示すものである場合には、信号値
ＹＨ１は全くＲ信号を使用していないこととなる。この
ような場合において、信号値ＹＨ１の重み付けが大きく
他の信号値ＹＨ２〜ＹＨ４の重み付けが小さくなると、
その画素位置における信号値ＹＨ０の値が小さくなっ
て、その画素位置のみ信号値が抜けたようなノイズが現
れることとなる。このような場合は、信号値ＹＨ０を求
めた後にローパスフィルタによる平滑化処理を施して、
ノイズを除去することが好ましい。
【００４８】また、上記実施形態においては、高周波輝
度信号生成手段４において、エッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に応
じて、信号値ＹＨ１〜ＹＨ４に対して重み付けをして信
号値ＹＨ０を求めているが、エッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に基
づいて、エッジ強度が最も小さい方向の信号値ＹＨ１〜
ＹＨ４を信号値ＹＨ０としてもよい。
度信号生成手段４において、エッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に応
じて、信号値ＹＨ１〜ＹＨ４に対して重み付けをして信
号値ＹＨ０を求めているが、エッジ強度Ｅ１〜Ｅ４に基
づいて、エッジ強度が最も小さい方向の信号値ＹＨ１〜
ＹＨ４を信号値ＹＨ０としてもよい。
【００４９】さらに、上記実施形態において、各画素位
置において求められたエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４が全て比較
的小さい値である場合には、その画素位置は濃度変化が
小さい平坦部にあるものと見なすことができる。したが
って、このような場合には、いずれの方向の信号値ＹＨ
１〜ＹＨ４を重み付けても得られる信号値ＹＨ０はそれ
ほど大きく変化しないため、信号値ＹＨ１〜ＹＨ４の平
均値を信号値ＹＨ０として求めるようにしてもよい。
置において求められたエッジ強度Ｅ１〜Ｅ４が全て比較
的小さい値である場合には、その画素位置は濃度変化が
小さい平坦部にあるものと見なすことができる。したが
って、このような場合には、いずれの方向の信号値ＹＨ
１〜ＹＨ４を重み付けても得られる信号値ＹＨ０はそれ
ほど大きく変化しないため、信号値ＹＨ１〜ＹＨ４の平
均値を信号値ＹＨ０として求めるようにしてもよい。
【００５０】また、上記実施形態においては、エッジ強
度を算出するためのフィルタとして、図４に示すロビン
ソンのエッジ検出フィルタを用いているが、これに限定
されるものではなく、差分フィルタやPrewittのフィル
タ等他のフィルタを用いてもよい（画像解析ハンドブッ
ク、高木幹雄、下田陽久、東京大学出版会、1991、1/1
7、PP553,555）。
度を算出するためのフィルタとして、図４に示すロビン
ソンのエッジ検出フィルタを用いているが、これに限定
されるものではなく、差分フィルタやPrewittのフィル
タ等他のフィルタを用いてもよい（画像解析ハンドブッ
ク、高木幹雄、下田陽久、東京大学出版会、1991、1/1
7、PP553,555）。
【図１】本発明の実施形態による信号生成装置を適用し
た画像処理装置の構成を示す概略ブロック図
た画像処理装置の構成を示す概略ブロック図
【図２】光電変換素子の配列を示す図
【図３】Ｒ信号の画素位置を示す図
【図４】ロビンソンのエッジ検出フィルタを示す図
【図５】エッジ強度を求める方向を示す図
【図６】エッジ強度の算出を説明するための図
【図７】ある画素位置における信号値の配列を示す図
【図８】高周波輝度信号生成による信号値の変化を示す
図
図
【図９】高周波輝度信号生成による信号値の変化を示す
図
図
【図１０】本実施形態の動作を示すフローチャート
１ 単板ＣＣＤ ２ 低周波輝度信号生成手段 ３ エッジ検出手段 ４ 高周波輝度信号生成手段
Claims (15)
- 【請求項１】 異なる分光感度を有する複数種類の光電
変換素子を単一面上に配置した撮像デバイスにおいて得
られたカラー撮像信号に基づいて、前記各光電変換素子
に対応する各画素位置における高周波の輝度情報を表す
高周波輝度信号を生成する信号生成方法であって、前記
各画素位置および該各画素位置の周囲の画素位置におけ
る信号値に基づいて補間演算を行って前記各画素位置に
おける前記高周波輝度信号を生成する信号生成方法にお
いて、 前記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置におけ
るエッジの方向および／または強度を表すエッジ情報を
算出し、 該エッジ情報に基づいて前記補間演算を行って、前記各
画素位置における高周波輝度信号を生成することを特徴
とする信号生成方法。 - 【請求項２】 前記エッジ情報に基づく補間演算は、前
記各画素位置および前記周囲の画素位置の信号値に基づ
いて、前記各画素位置を基準とする複数方向の輝度信号
値を算出し、 前記エッジ情報に基づいて、前記複数方向の輝度信号値
を重み付け加算するための寄与率を設定し、 該複数方向の輝度信号値を前記寄与率に応じて重み付け
加算して、前記高周波輝度信号を生成する演算であるこ
とを特徴とする請求項１記載の信号生成方法。 - 【請求項３】 前記エッジ情報に基づく補間演算は、前
記各画素位置および前記周囲の画素位置の信号値に基づ
いて、前記各画素位置を基準とする複数方向の輝度信号
値を算出し、 前記エッジ情報に基づいて、前記エッジの強度が最も小
さい方向を算出し、 前記エッジの強度が最も小さい方向における輝度信号値
を、前記高周波輝度信号として生成する演算であること
を特徴とする請求項１記載の信号生成方法。 - 【請求項４】 前記高周波輝度信号に対して、さらにロ
ーパスフィルタによるフィルタリング処理を施すことを
特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の信号生
成方法。 - 【請求項５】 前記カラー撮像信号に基づいて、前記各
画素位置における低周波の輝度情報を表す低周波輝度信
号を生成し、 該低周波輝度信号に基づいて、前記エッジ情報を算出す
ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載
の信号生成方法。 - 【請求項６】 異なる分光感度を有する複数種類の光電
変換素子を単一面上に配置した撮像デバイスにおいて得
られたカラー撮像信号に基づいて、前記各光電変換素子
に対応する各画素位置における高周波の輝度情報を表す
高周波輝度信号を生成する信号生成装置であって、前記
各画素位置および該各画素位置の周囲の画素位置におけ
る信号値に基づいて補間演算を行って前記各画素位置に
おける前記高周波輝度信号を生成する高周波輝度信号生
成手段を備えた信号生成装置において、 前記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置におけ
るエッジの方向および／または強度を表すエッジ情報を
算出するエッジ情報算出手段を備え、 前記高周波輝度信号生成手段は、該エッジ情報に基づい
て前記補間演算を行って、前記各画素位置における高周
波輝度信号を生成する手段であることを特徴とする信号
生成装置。 - 【請求項７】 前記高周波輝度信号生成手段は、前記エ
ッジ情報に基づく補間演算を行う際に、前記各画素位置
および前記周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記各
画素位置を基準とする複数方向の輝度信号値を算出し、 前記エッジ情報に基づいて、前記複数方向の輝度信号値
を重み付け加算するための寄与率を設定し、 該複数方向の輝度信号値を前記寄与率に応じて重み付け
加算して、前記高周波輝度信号を生成する演算を行う手
段であることを特徴とする請求項６記載の信号生成装
置。 - 【請求項８】 前記高周波輝度信号生成手段は、前記エ
ッジ情報に基づく補間演算を行う際に、前記各画素位置
および前記周囲の画素位置の信号値に基づいて、前記各
画素位置を基準とする複数方向の輝度信号値を算出し、 前記エッジ情報に基づいて、前記エッジの強度が最も小
さい方向を算出し、 前記エッジの強度が最も小さい方向における輝度信号値
を、前記高周波輝度信号として生成する演算を行う手段
であることを特徴とする請求項６記載の信号生成装置。 - 【請求項９】 前記高周波輝度信号に対して、さらにロ
ーパスフィルタによるフィルタリング処理を施すフィル
タリング手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６
から８のいずれか１項記載の信号生成装置。 - 【請求項１０】 前記エッジ情報算出手段は、前記各画
素位置における低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号
を生成する低周波輝度信号生成手段を備え、 該低周波輝度信号に基づいて、前記エッジ情報を算出す
る手段であることを特徴とする請求項６から９のいずれ
か１項記載の信号生成装置。 - 【請求項１１】 異なる分光感度を有する複数種類の光
電変換素子を単一面上に配置した撮像デバイスにおいて
得られたカラー撮像信号に基づいて、前記各光電変換素
子に対応する各画素位置における高周波の輝度情報を表
す高周波輝度信号を生成する信号生成方法であって、前
記各画素位置および該各画素位置の周囲の画素位置にお
ける信号値に基づいて補間演算を行って前記各画素位置
における前記高周波輝度信号を生成する信号生成方法を
コンピュータに実行させるためのプログラムを記録した
コンピュータ読取り可能な記録媒体において、 前記プログラムは、前記各画素位置におけるエッジの方
向および／または強度を表すエッジ情報を算出する手順
と、 該エッジ情報に基づいて前記補間演算を行って、前記各
画素位置における高周波輝度信号を生成する手順とを有
することを特徴とするコンピュータ読取り可能な記録媒
体。 - 【請求項１２】 前記エッジ情報に基づく補間演算を行
う手順は、前記各画素位置および前記周囲の画素位置の
信号値に基づいて、前記各画素位置を基準とする複数方
向の輝度信号値を算出する手順と、 前記エッジ情報に基づいて、前記複数方向の輝度信号値
を重み付け加算するための寄与率を設定する手順と、 該複数方向の輝度信号値を前記寄与率に応じて重み付け
加算して、前記高周波輝度信号を生成する手順とを有す
ることを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ読取
り可能な記録媒体。 - 【請求項１３】 前記エッジ情報に基づく補間演算を行
う手順は、前記各画素位置および前記周囲の画素位置の
信号値に基づいて、前記各画素位置を基準とする複数方
向の輝度信号値を算出する手順と、 前記エッジ情報に基づいて、前記エッジの強度が最も小
さい方向を算出する手順と、 前記エッジの強度が最も小さい方向における輝度信号値
を、前記高周波輝度信号として生成する手順とを有する
ことを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ読取り
可能な記録媒体。 - 【請求項１４】 前記高周波輝度信号に対して、ローパ
スフィルタによるフィルタリング処理を施す手順をさら
に有することを特徴とする請求項１１から１３のいずれ
か１項記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 【請求項１５】 前記エッジ情報を算出する手順は、前
記カラー撮像信号に基づいて、前記各画素位置における
低周波の輝度情報を表す低周波輝度信号を生成する手順
を有し、 該低周波輝度信号に基づいて、前記エッジ情報を算出す
る手順であることを特徴とする請求項１１から１４のい
ずれか１項記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145953A JP2000341702A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 信号生成方法および装置並びに記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145953A JP2000341702A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 信号生成方法および装置並びに記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341702A true JP2000341702A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15396861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11145953A Withdrawn JP2000341702A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 信号生成方法および装置並びに記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000341702A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005081542A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 画像処理方法 |
| JP2011172047A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Panasonic Corp | 撮像装置 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP11145953A patent/JP2000341702A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005081542A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 画像処理方法 |
| JPWO2005081542A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2007-08-30 | 三菱電機株式会社 | 画像処理方法 |
| JP4668185B2 (ja) * | 2004-02-19 | 2011-04-13 | 三菱電機株式会社 | 画像処理方法 |
| US7970231B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-06-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image processing method |
| JP2011172047A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Panasonic Corp | 撮像装置 |
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|---|---|---|---|
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