JP2001231052A - 固体撮像素子出力信号処理方法およびそれを用いたカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子からの出力信号に対する信号処
理方法により、微細で高精細な被写体や被写体の輪郭部
における色誤差を低減する。 【解決手段】 第１のカラーフィルタによるカラー情報
に対して画素相関をとり、該画素相関の結果に基づい
て、第１のカラーフィルタによるカラー情報が欠落する
二次元的な座標に対して画素補間を行うための補間処理
方法を決定すると共に、上記画素相関の結果に基づい
て、第１のカラーフィルタによるカラー情報とは異なる
複数のカラーフィルタによるカラー情報が欠落する二次
元的な座標に対して、垂直方向または水平方向への画素
補間を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子出力
信号処理方法およびそれを用いたカメラに関し、特に、
画素補間回路技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラやデジタルスチルカ
メラは、その小型、軽量などの使い易さと高画質化によ
り成長してきている。その中でも画像の高品質化に対す
る要望が高まっており、新しい機能が実現できるデジタ
ル信号処理技術が差別化のキーポイントとなっている。

【０００３】以下、図３から図６を用いて、従来の画素
補間回路について説明する。

【０００４】図３は、従来の固体撮像装置を用いたカメ
ラの概略構成を示すブロック図である。

【０００５】図３において、６は固体撮像装置、７は駆
動パルス発生回路、８は相関二重サンプリング（ＣＤ
Ｓ）回路、９は前処理回路、１０はＡ／Ｄコンバータ、
１１はデジタル映像信号処理回路（ＤＳＰ）をそれぞれ
示す。

【０００６】固体撮像装置６は、駆動パルス発生回路７
から出力される垂直及び水平転送パルスなどの駆動パル
スにより駆動され、固体撮像装置出力信号を出力する。
相関二重サンプリング回路８では、入力した固体撮像装
置出力信号に含まれるリセットノイズを、駆動パルス発
生回路７から出力する相関二重サンプリング回路用サン
プリングパルスにより低減させ、差動増幅回路によって
正論理に極性を反転させて出力する。前処理回路９で
は、入力した相関二重サンプリング回路出力信号のゲイ
ン及び出力ＤＣレベルを設定して出力する。Ａ／Ｄコン
バータ１０では、入力した前処理回路出力信号を、駆動
パルス発生回路７から出力するＡ／Ｄコンバータ用サン
プリングパルスによりサンプリングしてデジタル信号化
する。最後に、デジタル映像信号処理回路１１では、こ
のデジタル信号化された固体撮像装置出力信号に輝度信
号処理及び色信号処理などの信号処理を施した後、映像
信号として出力する。

【０００７】次に、以上のように構成された固体撮像装
置を用いたカメラを構成するデジタル映像信号処理回路
１１について説明する。

【０００８】ここでは、一つの例として光電変換素子に
ベイヤー配列のＧ、Ｂ、Ｒのフィルタを搭載した固体撮
像装置のデジタル映像信号処理回路について説明する。

【０００９】図４は、従来の固体撮像装置を用いたカメ
ラを構成するデジタル映像信号処理回路の概略ブロック
図である。

【００１０】図４において、１２はＧＢＲ生成回路、１
３は輝度信号処理回路、１４は輪郭補正回路、１５は色
信号処理回路、１６はホワイトバランス回路、１７はガ
ンマ補正回路、１８はゲイン回路、１９はエンコーダ回
路をそれぞれ示す。図３に示すＡ／Ｄコンバータ１０に
よりデジタル化された固体撮像装置出力信号は、ＧＢＲ
生成回路１２に入力され、個別のＧ，Ｂ，Ｒ信号に分離
生成され出力される。個別のＧ，Ｂ，Ｒ信号は、輝度信
号処理回路１３に入力され輝度信号に変換され、輪郭補
正回路１４により信号のエッジ部を強調されてガンマ補
正回路１７に入力される。

【００１１】また、同様に、Ｇ，Ｂ，Ｒ信号に分離生成
された固体撮像装置出力信号は、色信号処理回路１５に
入力され色信号に変換され、ホワイトバランス回路１６
によりホワイトバランス補正を施されてガンマ補正回路
１７に入力される。

【００１２】ガンマ補正回路１７では、入力された輝度
信号及び色信号にガンマ補正を施し、ゲイン回路１８で
は、入力された輝度信号及び色信号のゲインを調整す
る。ゲイン調整された輝度信号及び色信号は、最後に、
エンコーダ回路１９によって、水平及び垂直同期信号と
重畳させて映像信号として出力される。

【００１３】次に、以上のように構成されたデジタル映
像信号処理回路１１におけるＧＢＲ生成回路１２につい
て説明する。

【００１４】図５は、従来のデジタル映像信号処理回路
１１におけるＧＢＲ生成回路１２の概略構成を示すブロ
ック図である。

【００１５】図５において、２０はＧＢＲ分離回路、２
１は画素相関検出回路、２２はＧ出力補間回路、２３は
Ｂ出力補間回路、２４はＲ出力補間回路をそれぞれ示
す。

【００１６】図６は、一例として光電変換素子にベイヤ
ー配列のＧ、Ｂ、Ｒフィルタを搭載した固体撮像装置の
出力信号の座標と、ＧＢＲ分離回路２０により分離生成
されたＧ出力、Ｂ出力、Ｒ出力の座標とを、それぞれ、
（ａ）ＧＢＲ出力アドレス、（ｂ）Ｇ出力アドレス、
（ｃ）Ｂ出力アドレス、（ｄ）Ｒ出力アドレスとして示
す模式図である。

【００１７】図６の各アドレスから分かるように、Ｇ出
力の画素情報量に対してＢ及びＲ出力の画素情報量は半
分であるため、Ｇ出力とＢ及びＲ出力とでは異なる画素
補間方法となる。

【００１８】Ｇ出力では、垂直方向及び水平方向に隣接
する周辺画素の画素相関検出回路２１出力をもとに高精
度な画素補間が可能であるが、Ｂ及びＲ出力では、画素
情報が少ないためＧ出力の画素補間方法に比較して精度
の低い画素補間方法となる。

【００１９】図５に示す画素相関検出回路２１における
Ｇ出力が欠落する座標アドレスのＧデータを補間するた
めのＧ出力の画素相関を検出する方法と、Ｇ、Ｂ、Ｒ出
力の画素補間方法とを図６を用いて説明する。

【００２０】ここで、座標アドレス（ｘ、ｙ）のＧ、
Ｂ、Ｒ出力の位置をそれぞれＧ（ｘｙ）、Ｂ（ｘｙ）、
Ｒ（ｘｙ）と表現し、該当する座標アドレスに存在する
既存のＧ、Ｂ、Ｒの出力の値及び画素補間回路２２、２
３、２４により補間されるＧ、Ｂ、Ｒデータの値をそれ
ぞれＧｄ（ｘｙ）、Ｂｄ（ｘｙ）、Ｒｄ（ｘｙ）と表現
し、さらに座標アドレス（ｘ、ｙ）の画素相関検出回路
２１出力をそれぞれｇ（ｘｙ）、ｂ（ｘｙ）、ｒ（ｘ
ｙ）と表現する。

【００２１】まず最初に、Ｇ出力が欠落する座標アドレ
スのＧデータを補間する方法について説明する。

【００２２】Ｇ出力の画素補間方法は、最初に、着目画
素に隣接する周辺４画素の相関を算出し、その後、その
結果をもとに、着目画素の垂直方向に隣接する上下２画
素を用いた補間方法、着目画素の水平方向に隣接する左
右２画素を用いた補間方法、着目画素に隣接する周辺４
画素を用いた補間方法のいずれかの補間方法を決定す
る。

【００２３】ここでは、例として図６のＧ出力アドレス
（ｘ、ｙ）＝（２、３）位置にＧデータを補間する方法
を説明する。

【００２４】第一に、以下の式１、式２にしたがって、
着目画素Ｇ（２３）に垂直方向に隣接する画素Ｇ（２
２）とＧ（２４）の出力値Ｇｄ（２２）とＧｄ（２４）
との差、及び着目画素Ｇ（２３）に水平方向に隣接する
画素Ｇ（１３）とＧ（３３）の出力値Ｇｄ（１３）とＧ
ｄ（３３）との差を求める。 （数１） Ｇｄ（２２−２４）＝｜Ｇｄ（２２）−Ｇｄ（２４）｜ …（１）

【００２５】 （数２） Ｇｄ（１３−３３）＝｜Ｇｄ（１３）−Ｇｄ（３３）｜ …（２）

【００２６】第二に、以下の式３にしたがって、それぞ
れの値の差を算出し、Ｇ出力アドレス（ｘ、ｙ）＝
（２、３）位置に対する画素相関検出回路２１の出力ｇ
（２３）を求める。 （数３） ｇ（２３）＝｜Ｇｄ（２２−２４）−Ｇｄ（１３−３３）｜ …（３）

【００２７】第三に、画素相関検出回路２１の出力ｇ
（２３）があらかじめ設定したしきい値Ｋｇより大きい
場合には、着目画素Ｇ（２３）を境界にして水平方向あ
るいは垂直方向でＧ出力に大きな信号差がある輪郭情報
が存在し、その方向では相関性が無いと判断する。その
場合に以下の関係式が成り立つ。 （数４） ｇ（２３）＞Ｋｇの場合、 Ｇｄ（２２−２４）＞Ｇｄ（１３−３３）または、 Ｇｄ（２２−２４）＜Ｇｄ（１３−３３） …（４）

【００２８】つまり、着目画素Ｇ（２３）に垂直方向に
隣接する画素の差Ｇｄ（２２−２４）と水平方向に隣接
する画素の差Ｇｄ（１３−３３）とを比較して、垂直方
向差Ｇｄ（２２−２４）が水平方向差Ｇｄ（１３−３
３）より大きい場合は、水平方向に相関性が有る（垂直
方向に輪郭情報が存在する）ことになり、逆に、垂直方
向差Ｇｄ（２２−２４）が水平方向差Ｇｄ（１３−３
３）より小さい場合には、垂直方向に相関性が有る（水
平方向に輪郭情報が存在する）ことになる。

【００２９】この結果をもとに、Ｇｄ（２２−２４）＞
Ｇｄ（１３−３３）の場合には、着目画素Ｇ（２３）を
境界として水平方向に相関性が有るので、以下の式５に
示すように、着目画素Ｇ（２３）に補間するＧデータＧ
ｄ（２３）として、水平方向に隣接する画素Ｇ（１３）
とＧ（３３）の出力値Ｇｄ（１３）とＧｄ（３３）との
和の１／２の値をあてはめる。 （数５） Ｇｄ（２２−２４）＞Ｇｄ（１３−３３）の場合、 Ｇｄ（２３）＝｛Ｇｄ（１３）＋Ｇｄ（３３）｝／２ …（５）

【００３０】逆に、Ｇｄ（２２−２４）＜Ｇｄ（１３−
３３）の場合には、着目画素Ｇ（２３）を境界として垂
直方向に相関性が有るので、以下の式６に示すように、
着目画素Ｇ（２３）に補間するデータＧデータＧｄ（２
３）として、垂直方向に隣接する画素Ｇ（２２）とＧ
（２４）の出力値Ｇｄ（２２）とＧｄ（２４）との和の
１／２の値をあてはめる。 （数６） Ｇｄ（２２−２４）＜Ｇｄ（１３−３３）の場合、 Ｇｄ（２３）＝｛Ｇｄ（２２）＋Ｇｄ（２４）｝／２ …（６）

【００３１】第四に、画素相関検出回路出力ｇ（２３）
がしきい値Ｋｇより小さい場合は、着目画素Ｇ（２３）
を中心に均一出力値が分布していると考えられるので、
以下の式７に示すように、着目画素Ｇ（２３）に補間す
るＧデータＧｄ（２３）として、着目画素Ｇ（２３）の
周辺４画素Ｇ（２２）、Ｇ（１３）、Ｇ（３３）及びＧ
（２４）の出力値Ｇｄ（２２）、Ｇｄ（１３）、Ｇｄ
（３３）及びＧｄ（２４）の和の１／４の値をあてはめ
る。 （数７） ｇ（２３）＜Ｋｇの場合、 Ｇｄ（２３）＝｛Ｇｄ（２２）＋Ｇｄ（１３）＋Ｇｄ（３３）＋Ｇｄ（２ ４）｝／４ …（７）

【００３２】以上、説明した通り、Ｇ出力に関しては、
着目画素の周辺画素の相関を検出することで高精度な画
素補間を実施している。

【００３３】次に、Ｂ出力が欠落する座標アドレスのＢ
データを補間する方法について説明する。

【００３４】Ｂ出力の画素補間方法は、最初に、Ｂ出力
が存在する偶数行の画素補間を行い、その後、Ｂ出力が
存在しない奇数行の画素補間を行う。

【００３５】第一に、Ｂ出力が存在する偶数行の画素補
間方法を説明する。ここでは、例として図６のＢ出力ア
ドレス（ｘ、ｙ）＝（４、４）位置にＢデータを補間す
る方法について説明する。

【００３６】以下の式８に示すように、着目画素Ｂ（４
４）に補間するＢデータＢｄ（４４）として、Ｇデータ
の画素補間方法のような画素相関を検出することなく、
一義的に水平方向に隣接する画素Ｂ（３４）とＢ（５
４）の出力値Ｂｄ（３４）とＢｄ（５４）との和の１／
２の値をあてはめる。 （数８） Ｂｄ（４４）＝｛Ｂｄ（３４）＋Ｂｄ（５４）｝／２ …（８）

【００３７】これにより、偶数行のＢデータが補間され
たことになる。

【００３８】第二に、Ｂ出力が存在しない奇数行の画素
補間方法を説明する。ここでは、例として図６のＢ出力
アドレス（ｘ、ｙ）＝（４、３）位置にＢデータを補間
する方法について説明する。

【００３９】以下の式９に示すように、着目画素Ｂ（４
３）に補間するＢデータＢｄ（４３）として、上述した
偶数行の画素補間方法と同様に、Ｇデータの画素補間方
法のような画素相関を検出することなく、一義的に垂直
方向に隣接する画素Ｂ（４２）とＢ（４４）の出力値Ｂ
ｄ（４２）とＢｄ（４４）との和の１／２の値をあては
める。 （数９） Ｂｄ（４３）＝｛Ｂｄ（４２）＋Ｂｄ（４４）｝／２ …（９）

【００４０】ここで、Ｂｄ（４２）＝｛Ｂｄ（３２）＋
Ｂｄ（５２）｝／２である。

【００４１】以上、説明した通り、Ｂ出力に関しては、
一義的に水平方向補間と垂直方向補間とを実行する簡易
的な画素補間となっている。

【００４２】最後に、Ｒ出力が欠落する座標アドレスの
Ｒデータを補間する方法については、Ｂ出力が欠落する
座標アドレスのＢデータを補間する方法と同様であるの
で、説明は省略する。

【００４３】このように、光電変換素子にベイヤー配列
のＧＢＲフィルタを搭載した固体撮像素子を用いたカメ
ラにおいては、デジタル映像信号処理回路１１内のＧＢ
Ｒ生成回路１２で、ＧＢＲ出力のそれぞれの欠落する画
素データを補間することによって、高品質で高解像度の
画像を得ようとしている。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
路構成では、Ｇ出力とＢ及びＲ出力との画素情報量の違
いにより、方法の異なる画素補間を行っているため、１
画素あるいは２画素単位で出力レベルが変化している微
細で高精細な被写体や被写体の輪郭部において、ＧＢＲ
各出力の位置的なズレが生じ、色誤差と呼ばれる、色成
分が存在しない無彩色部にもかかわらずある特定な色に
着色する不具合が発生して、著しく画像の品質を劣化さ
せることとなる。

【００４５】よって、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、微細で高精細な被写体
や被写体の輪郭部においてＧＢＲ各出力の位置的なズレ
による色誤差を発生させない固体撮像素子出力信号処理
方法およびそれを用いたカメラを提供することにある。

【００４６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の固体撮像素子出力信号処理方法
は、異なる複数のカラー情報を検出する所定の配列のカ
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
に配置されてなる固体撮像素子からの出力信号を信号処
理する信号処理方法であって、第１のカラーフィルタに
よるカラー情報に対して画素相関をとり、該画素相関の
結果に基づいて、前記第１のカラーフィルタによるカラ
ー情報が欠落する二次元的な座標に対して画素補間を行
うための補間処理方法を決定すると共に、前記画素相関
の結果に基づいて、前記第１のカラーフィルタによるカ
ラー情報とは異なる複数のカラーフィルタによるカラー
情報が欠落する二次元的な座標に対して、垂直方向また
は水平方向への画素補間を行うことを特徴とする。

【００４７】この構成によれば、最初に、Ｂ及びＲ出力
が存在する行を一義的に垂直方向または水平方向に隣接
する画素の出力値で画素補間を行い、次に、G出力の画
素相関結果を用いて垂直水平方向の画素補間を行うた
め、水平方向または垂直方向に存在する輪郭部における
色誤差を大幅に低減することができる。

【００４８】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の固体撮像素子出力信号処理方法は、異なる複数の
カラー情報を検出する所定の配列の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てなる
固体撮像素子の出力信号を信号処理する信号処理方法で
あって、第１のカラーフィルタによるカラー情報に対し
て画素相関をとり、該画素相関の結果に基づいて、前記
第１のカラーフィルタによるカラー情報が欠落する二次
元的な座標に対して画素補間を行うための補間処理方法
を決定すると共に、前記画素相関の二次元的な座標内で
の分布に基づいて画素補間処理領域を細分化し、前記第
１のカラーフィルタによるカラー情報とは異なる複数の
カラーフィルタによるカラー情報が欠落する二次元的な
座標に対して、前記画素補間処理領域に応じて垂直方向
および水平方向への画素補間のいずれを行うかを選択す
ることを特徴とする。

【００４９】この構成によれば、第一に、Ｇ出力座標ア
ドレス領域内でのＧ出力に対する画素相関の二次元的な
分布に基づいて、着目画素と水平方向に隣接する画素の
出力値および補間されたデータで補間する最小限の矩形
領域を決定し、この矩形領域では、ＢおよびＲ出力に対
して水平方向への画素補間を行い、第二に、前記矩形領
域以外では、垂直方向に隣接する画素の出力値および補
間されたデータで画素補間を行うか、あるいは着目画素
の周辺４画素の出力値で画素補間を行う。

【００５０】これにより、撮像する被写体の輪郭情報に
応じて画素補間方法を選択し、常に最適な画素補間方法
を実行することで、様々な条件下においても、微細で高
精細な被写体や被写体の輪郭部における色誤差を低減す
ることができる。

【００５１】前記第１および第２の固体撮像素子出力信
号処理方法において、前記第１のカラーフィルタによる
カラー情報は、該カラー情報とは異なる前記複数のカラ
ーフィルタによるカラー情報よりも情報量が多いことが
好ましい。

【００５２】また、前記第１および第２の固体撮像素子
出力信号処理方法において、前記カラーフィルタの所定
の配列は原色ベイヤー配列であり、前記第１のカラーフ
ィルタはグリーンフィルタであることが好ましい。

【００５３】上記構成によれば、より効果的な画素補間
方法を実現することができる。

【００５４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
カメラは、前記第１および第２の固体撮像素子出力信号
処理方法を用いたことを特徴とする。

【００５５】上記構成によって、微細で高精細な被写体
や被写体の輪郭部において色誤差を発生させない信号処
理方法を提供することができ、高品質で高解像度の画像
を出力可能なビデオカメラ及びデジタルスチルカメラを
実現することができる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１および図２を参照しながら説明する。

【００５７】図１は、本発明の一実施形態によるデジタ
ル映像信号処理回路のＧＢＲ生成回路の概略構成を示す
ブロック図である。

【００５８】図１において、１はＧＢＲ分離回路、２は
画素相関検出回路、３はＧ出力補間回路、４はＢ出力補
間回路、５はＲ出力補間回路をそれぞれ示す。

【００５９】図２は、光電変換素子にベイヤー配列の
Ｇ、Ｂ、Ｒカラーフィルタを搭載した固体撮像素子の出
力信号の座標と、ＧＢＲ分離回路１により分離生成され
たＧ出力、Ｂ出力、Ｒ出力の座標とを、それぞれ、
（ａ）ＧＢＲ出力アドレス、（ｂ）Ｇ出力アドレス、
（ｃ）Ｂ出力アドレス、（ｄ）Ｒ出力アドレスとして示
す模式図である。

【００６０】次に、本実施形態によるＢ及びＲ出力の画
素補間方法について、図１および図２を用いて説明す
る。

【００６１】本実施形態にによるＧ出力の画素補間方法
は、従来のＧ出力の画素補間方法と同様であり、また、
本実施形態によるＢ出力とＲ出力の画素補間方法も同様
であるため、本実施形態では、Ｂ出力の画素補間方法に
ついてのみ説明する。

【００６２】本実施形態によるＢ出力の画素補間方法
は、従来のＢ出力の画素補間方法と同様に、最初に、Ｂ
出力が存在する偶数行の画素補間を行い、その後、Ｂ出
力が存在しない奇数行の画素補間を行う。

【００６３】第一に、Ｂ出力が存在する偶数行の画素補
間方法を説明する。

【００６４】ここでは、例として図２（ｃ）のＢ出力ア
ドレス（ｘ、ｙ）＝（４、４）位置にＢデータを補間す
る方法について説明する。

【００６５】水平方向に隣り合う画素間には相関性があ
ると判断できるので、以下の式１０に示すように、着目
画素Ｂ（４４）に補間するＢデータＢｄ（４４）とし
て、一義的に水平方向に隣接する画素Ｂ（３４）とＢ
（５４）の出力値Ｂｄ（３４）とＢｄ（５４）との和の
１／２の値をあてはめる。 （数１０） Ｂｄ（４４）＝｛Ｂｄ（３４）＋Ｂｄ（５４）｝／２ …（１０）

【００６６】これにより、偶数行のＢデータが補間され
たことになる。

【００６７】第二に、Ｂ出力の着目画素と同一アドレス
に存在するＧ出力に対する画素相関検出回路２の出力を
用いて、Ｂ出力が存在しない奇数行の画素補間を行う方
法について説明する。

【００６８】最初に、奇数行でかつＢ出力が存在しない
列、例えばｘ＝２，４，６など、について説明する。

【００６９】ここでは、例としてＢ出力アドレス（ｘ、
ｙ）＝（２、３）位置にＢデータＢｄ（２３）を補間す
る方法について説明する。

【００７０】例えば、着目画素Ｂ（２３）と同じアドレ
スに位置するＧ出力に対する画素相関検出回路２の出力
ｇ（２３）が、垂直方向に相関性が有る、あるいは、周
辺４画素と相関性が有ることを指示する場合は、着目画
素Ｂ（２３）の垂直方向に相関性がある、あるいは、着
目画素Ｂ（２３）と周辺４画素に相関性があると判断で
きる。

【００７１】よって、着目画素Ｂ（２３）に補間するＢ
データＢｄ（２３）として、垂直方向に隣接する画素Ｂ
（２２）とＢ（２４）の補間されたデータＢｄ（２２）
とＢｄ（２４）との和の１／２の値をあてはめる。参考
として、以下の式１１に条件および演算式を示す。 （数１１） ｇ（２３）＞ＫｇかつＧｄ（２２−２４）＜Ｇｄ（１３−３３）またはｇ（ ２３）＜Ｋｇの場合、 Ｂｄ（２３）＝｛Ｂｄ（２２）＋Ｂｄ（２４）｝／２ …（１１） ここで、Ｂｄ（２２）＝Ｂｄ（１２）＋Ｂｄ（３２）、
Ｂｄ（２４）＝Ｂｄ（１４）＋Ｂｄ（３４）である。

【００７２】一方、着目画素Ｂ（２３）と同じアドレス
に位置するＧ出力に対する画素相関検出回路２の出力ｇ
（２３）が、水平方向に相関性が有ることを指示する場
合は、着目画素Ｂ（２３）の水平方向に相関性があると
判断できる。

【００７３】この場合、垂直方向の相関性が着目画素Ｂ
（２３）の上方および下方のいずれで無いのかを判断し
水平方向で画素補間を行うため、着目画素Ｂ（２３）に
隣接して同一行にあるＧ（１３）とＧ（３３）の出力値
Ｇｄ（１３）とＧｄ（３３）が、着目画素Ｂ（２３）の
上下方向の行にあるＧ（２２）とＧ（２４）の出力値Ｇ
ｄ（２２）とＧｄ（２４）のいずれに近い値であるかで
相関性をとる。そのために、以下の式１２を用いる。 （数１２） ｇ（２３）＞ＫｇかつＧｄ（２２−２４）＞Ｇｄ（１３−３３）の場合、 Ｐ＝｛｜Ｇｄ（３３）−Ｇｄ（２２）｜＋｜Ｇｄ（１３）−Ｇｄ（２２） ｜｝／２ Ｑ＝｛｜Ｇｄ（３３）−Ｇｄ（２４）｜＋｜Ｇｄ（１３）−Ｇｄ（２４） ｜｝／２ …（１２）

【００７４】式１２から得られるＰの値がＱの値よりも
大きい場合、着目画素Ｂ（２３）はその下方の画素Ｂ
（２４）と相関性があると判断できるので、以下の式１
３に示すように、着目画素Ｂ（２３）に補間するデータ
Ｂｄ（２３）として、下方で隣接する画素Ｂ（２４）に
補間された上記データＢｄ（２４）をあてはめる。 （数１３） Ｐ＞Ｑの場合、Ｂｄ（２３）＝Ｂｄ（２４） …（１３）

【００７５】一方、式１２から得られるＰの値がＱの値
以下である場合、着目画素Ｂ（２３）はその上方の画素
Ｂ（２２）と相関性があると判断できるので、以下の式
１４に示すように、着目画素Ｂ（２３）に補間するデー
タＢｄ（２３）として、上方で隣接する画素Ｂ（２２）
に補間された上記データＢｄ（２２）をあてはめる。 （数１４） Ｐ≦Ｑの場合、Ｂｄ（２３）＝Ｂｄ（２２） …（１４）

【００７６】以上説明したようにして、奇数行でかつＢ
出力が存在しない列の画素補間が完了する。

【００７７】次に、奇数行でかつＢ出力が存在する列、
例えばｘ＝１，３，５など、について説明する。

【００７８】ここでは、例としてＢ出力アドレス（ｘ、
ｙ）＝（３、３）位置にＢデータを補間する方法につい
て説明する。

【００７９】まず、着目画素Ｂ（３３）の水平方向に隣
接するＧ出力に対する画素相関検出回２の路出力ｇ（２
３）及びｇ（４３）が共に、垂直方向に相関性が有るこ
とを指示する場合、以下の式１５に示すように、着目画
素Ｂ（３３）に補間するＢデータＢｄ（３３）として、
垂直方向に隣接する画素Ｂ（３２）とＢ（３４）の出力
値Ｂｄ（３２）とＢｄ（３４）との和の１／２の値をあ
てはめる。 （数１５） ｇ（２３）＞ＫｇかつＧｄ（２２−２４）＜Ｇｄ（１３−３３）であると共 に、ｇ（４３）＞ＫｇかつＧｄ（４２−４４）＜Ｇｄ（３３−５３）の場合、 Ｂｄ（３３）＝｛Ｂｄ（３２）＋Ｂｄ（３４）｝／２ …（１５）

【００８０】一方、着目画素Ｂ（３３）の水平方向に隣
接するＧ出力に対する画素相関検出回路２の出力ｇ（２
３）及びｇ（４３）が共に、水平方向に相関性が有るこ
とを指示する場合は、以下の式１６に示すように、着目
画素Ｂ（３３）に補間するＢデータＢｄ（３３）とし
て、水平方向に隣接する画素Ｂ（２３）とＢ（４３）の
補間された上記データＢｄ（２３）と、同様にして求め
られるＢｄ（４３）との和の１／２の値をあてはめる。 （数１６） ｇ（２３）＞ＫｇかつＧｄ（２２−２４）＞Ｇｄ（１３−３３）であると共 に、ｇ（４３）＞ＫｇかつＧｄ（４２−４４）＞Ｇｄ（３３−５３）の場合、 Ｂｄ（３３）＝｛Ｂｄ（２３）＋Ｂｄ（４３）｝／２ …（１６）

【００８１】しかしながら、着目画素Ｂ（３３）の水平
方向に隣接するＧ出力に対する画素相関検出回路２の出
力ｇ（２３）及びｇ（４３）が、水平方向および垂直方
向のいずれでも相関性が無いと指示した場合は、以下の
式１７に示すように、着目画素Ｂ（３３）の周辺４画素
に相当する、出力値Ｂｄ（３２）、Ｂｄ（３４）、補間
されたデータＢｄ（２３）およびＢｄ（４３）の和の１
／４の値をあてはめる。 （数１７） Ｂｄ（２３）＝｛Ｂｄ（３２）＋Ｂｄ（２３）＋Ｂｄ（４３）＋Ｂｄ（３４ ）｝／４ …（１７）

【００８２】以上説明したようにして、奇数行かつＢ出
力が存在する列の画素補間が完了する。

【００８３】最後に、Ｒ出力に対する画素補間方法は、
Ｇ出力の相関検出回路２の出力を用いたＢ出力に対する
画素補間方法と同様であるので説明は省略する。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
様々な条件下においても、微細で高精細な被写体や被写
体の輪郭部における色誤差を低減可能な信号処理方法を
提供することができる。また、その信号処理方法を用い
ることで、高品質で高解像度の画像を出力可能なビデオ
カメラ及びデジタルスチルカメラを実現することができ
る。したがって、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるデジタル映像信号
処理回路のＧＢＲ生成回路の概略構成を示すブロック図

【図２】 図１に示すＧＢＲ生成回路による補間方法を
説明するために、固体撮像素子の出力信号の座標、分離
生成されたＧ出力、Ｂ出力、およびＲ出力の座標を、そ
れぞれ、（ａ）ＧＢＲ出力アドレス、（ｂ）Ｇ出力アド
レス、（ｃ）Ｂ出力アドレス、（ｄ）Ｒ出力アドレスと
して示す模式図

【図３】 従来の固体撮像装置を用いたカメラの概略構
成を示すブロック図

【図４】 従来のデジタル映像信号処理回路の概略構成
を示すブロック図

【図５】 従来のデジタル映像信号処理回路のＧＢＲ生
成回路の概略構成を示すブロック図

【図６】 図５に示すＧＢＲ生成回路による補間方法を
説明するために、固体撮像素子の出力信号の座標、分離
生成されたＧ出力、Ｂ出力、およびＲ出力の座標を、そ
れぞれ、（ａ）ＧＢＲ出力アドレス、（ｂ）Ｇ出力アド
レス、（ｃ）Ｂ出力アドレス、（ｄ）Ｒ出力アドレスと
して示す模式図

【符号の説明】 １ ＧＢＲ分離回路 ２ 画素相関検出回路 ３ Ｇ出力補間回路 ４ Ｂ出力補間回路 ５ Ｒ出力補間回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる複数のカラー情報を検出する所定
   の配列の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てなる固体撮像素子からの出力信
   号を信号処理する信号処理方法であって、 第１のカラーフィルタによるカラー情報に対して画素相
   関をとり、該画素相関の結果に基づいて、前記第１のカ
   ラーフィルタによるカラー情報が欠落する二次元的な座
   標に対して画素補間を行うための補間処理方法を決定す
   ると共に、前記画素相関の結果に基づいて、前記第１の
   カラーフィルタによるカラー情報とは異なる複数のカラ
   ーフィルタによるカラー情報が欠落する二次元的な座標
   に対して、垂直方向または水平方向への画素補間を行う
   ことを特徴とする固体撮像素子出力信号処理方法。
2. 【請求項２】 異なる複数のカラー情報を検出する所定
   の配列の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てなる固体撮像素子の出力信号を
   信号処理する信号処理方法であって、 第１のカラーフィルタによるカラー情報に対して画素相
   関をとり、該画素相関の結果に基づいて、前記第１のカ
   ラーフィルタによるカラー情報が欠落する二次元的な座
   標に対して画素補間を行うための補間処理方法を決定す
   ると共に、前記画素相関の二次元的な座標内での分布に
   基づいて画素補間処理領域を細分化し、前記第１のカラ
   ーフィルタによるカラー情報とは異なる複数のカラーフ
   ィルタによるカラー情報が欠落する二次元的な座標に対
   して、前記画素補間処理領域に応じて垂直方向および水
   平方向への画素補間のいずれを行うかを選択することを
   特徴とする固体撮像素子出力信号処理方法。
3. 【請求項３】 前記第１のカラーフィルタによるカラー
   情報は、該カラー情報とは異なる前記複数のカラーフィ
   ルタによるカラー情報よりも情報量が多い請求項１また
   は２記載の固体撮像素子出力信号処理方法。
4. 【請求項４】 前記カラーフィルタの所定の配列は原色
   ベイヤー配列であり、前記第１のカラーフィルタはグリ
   ーンフィルタである請求項１から３のいずれか一項記載
   の固体撮像素子出力信号処理方法
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項記載の固
   体撮像素子出力信号処理方法を用いたことを特徴とする
   カメラ。