JP2001320720A - 信号処理方法及び信号処理装置 - Google Patents
信号処理方法及び信号処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 縦縞横縞誤判別による２値的な切り替わりを
低減させ、より高品位な輝度信号を作成すること。 【解決手段】 カラーフィルタを備えた撮像素子から画
像信号を取得して処理する信号処理方法であって、前記
画像信号の垂直相関値及び水平相関値を求める相関演算
工程（Ｓ１１）と、前記垂直相関値と水平相関値とに基
づく値を予め設定された所定範囲と比較する比較工程と
（Ｓ１３）、前記所定範囲より小さい場合に第１の補間
方法で輝度信号を補間する第１の補間工程と（Ｓ１
５）、前記所定範囲より大きい場合に前記第１の補間方
法とは異なる第２の補間方法で輝度信号を補間する第２
の補間工程と（Ｓ１６）、前記所定範囲内である場合に
前記第１及び第２の補間方法とは異なる第３の補間方法
で輝度信号を補間する第３の補間工程と（Ｓ１５）を有
し、前記第１乃至第３の補間工程は選択的に実行され
る。
低減させ、より高品位な輝度信号を作成すること。 【解決手段】 カラーフィルタを備えた撮像素子から画
像信号を取得して処理する信号処理方法であって、前記
画像信号の垂直相関値及び水平相関値を求める相関演算
工程（Ｓ１１）と、前記垂直相関値と水平相関値とに基
づく値を予め設定された所定範囲と比較する比較工程と
（Ｓ１３）、前記所定範囲より小さい場合に第１の補間
方法で輝度信号を補間する第１の補間工程と（Ｓ１
５）、前記所定範囲より大きい場合に前記第１の補間方
法とは異なる第２の補間方法で輝度信号を補間する第２
の補間工程と（Ｓ１６）、前記所定範囲内である場合に
前記第１及び第２の補間方法とは異なる第３の補間方法
で輝度信号を補間する第３の補間工程と（Ｓ１５）を有
し、前記第１乃至第３の補間工程は選択的に実行され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号処理方法及び信
号処理装置に関し、更に詳しくは画像信号処理におけ
る、適応輝度補間処理の処理精度を向上させた信号処理
方法及び信号処理装置に関する。
号処理装置に関し、更に詳しくは画像信号処理におけ
る、適応輝度補間処理の処理精度を向上させた信号処理
方法及び信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の単板方式のデジタルカメラ
の信号処理ユニットの構成を示すブロック図である。Ｃ
ＣＤ撮像素子５０１からの信号は、ホワイトバランス回
路５０２で白のゲインが調整され、輝度ノッチ回路５１
０に送られる。輝度ノッチ回路５１０にて、垂直ローパ
スフィルタ（ＶＬＰＦ）を用いて、垂直方向に色のナイ
キスト付近の周波数の信号ゲインを低減する処理が施さ
れる。水平方向も同様に水平ローパスフィルタ（ＨＬＰ
Ｆ）によるゲインの低減処理が施される。以下、このフ
ィルタを輝度ノッチフィルタと呼ぶ。その後、水平バン
ドパスフィルタ（ＨＢＰＦ）回路５１１及び垂直バンド
パスフィルタ（ＶＢＰＦ）回路５１４によって、ノッチ
フィルタにより弱められたナイキスト周波数よりも若干
低い周波数をもちあげる。
の信号処理ユニットの構成を示すブロック図である。Ｃ
ＣＤ撮像素子５０１からの信号は、ホワイトバランス回
路５０２で白のゲインが調整され、輝度ノッチ回路５１
０に送られる。輝度ノッチ回路５１０にて、垂直ローパ
スフィルタ（ＶＬＰＦ）を用いて、垂直方向に色のナイ
キスト付近の周波数の信号ゲインを低減する処理が施さ
れる。水平方向も同様に水平ローパスフィルタ（ＨＬＰ
Ｆ）によるゲインの低減処理が施される。以下、このフ
ィルタを輝度ノッチフィルタと呼ぶ。その後、水平バン
ドパスフィルタ（ＨＢＰＦ）回路５１１及び垂直バンド
パスフィルタ（ＶＢＰＦ）回路５１４によって、ノッチ
フィルタにより弱められたナイキスト周波数よりも若干
低い周波数をもちあげる。
【０００３】その後、水平、垂直ともにＰＰ（Aperture
Peak）Ｇａｉｎ回路５１２及び５１５で振幅が調整さ
れ、ベースクリップ（ＢＣ）回路５１３及び５１６で小
振幅がカットされノイズ除去される。その後、加算器５
１７で水平成分と垂直成分が加算され、ＡＰＣ（Apertu
re Control）ＭａｉｎＧａｉｎ回路５１８ でメインゲ
インがかかり、加算器５１９でベースバンド信号と加算
される。その後、ガンマ変換回路５２０でガンマ変換が
施され、輝度修正（YCOMP)回路５２１で、色による輝度
信号レベル補正が実施される。
Peak）Ｇａｉｎ回路５１２及び５１５で振幅が調整さ
れ、ベースクリップ（ＢＣ）回路５１３及び５１６で小
振幅がカットされノイズ除去される。その後、加算器５
１７で水平成分と垂直成分が加算され、ＡＰＣ（Apertu
re Control）ＭａｉｎＧａｉｎ回路５１８ でメインゲ
インがかかり、加算器５１９でベースバンド信号と加算
される。その後、ガンマ変換回路５２０でガンマ変換が
施され、輝度修正（YCOMP)回路５２１で、色による輝度
信号レベル補正が実施される。
【０００４】また、色信号処理として、色補間回路５０
３により全ての画素について全ての色画素値が存在する
ように補間され、色変換マトリクス（ＭＴＸ）回路５０
４にて補色信号が輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ、
Ｃｂ）に変換される。その後クロマ抑圧（ＣＳＵＰ：Ch
roma Supress)回路５０５によって低輝度及び高輝度領
域の色差ゲインが抑圧され、クロマローパスフィルタ
（ＣＬＰＦ）回路５０６にて帯域が制限される。帯域制
限されたクロマ信号はガンマ変換回路５０７において、
ＲＧＢ信号に変換されると同時にガンマ変換が施され
る。ガンマ変換後のＲＧＢ信号は再びＹ、Ｃｒ、Ｃｂ信
号に変換され、ＣＧａｉｎＫｎｅｅ(ChromaGain Knee)
回路にて彩度ゲインが調整され、ＬＣＭＴＸ(Linear Cl
ip Matrix)回路５０９にて、色相の微少修正及び、撮像
素子の個体差バラツキによる色相ずれを修正する。
３により全ての画素について全ての色画素値が存在する
ように補間され、色変換マトリクス（ＭＴＸ）回路５０
４にて補色信号が輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ、
Ｃｂ）に変換される。その後クロマ抑圧（ＣＳＵＰ：Ch
roma Supress)回路５０５によって低輝度及び高輝度領
域の色差ゲインが抑圧され、クロマローパスフィルタ
（ＣＬＰＦ）回路５０６にて帯域が制限される。帯域制
限されたクロマ信号はガンマ変換回路５０７において、
ＲＧＢ信号に変換されると同時にガンマ変換が施され
る。ガンマ変換後のＲＧＢ信号は再びＹ、Ｃｒ、Ｃｂ信
号に変換され、ＣＧａｉｎＫｎｅｅ(ChromaGain Knee)
回路にて彩度ゲインが調整され、ＬＣＭＴＸ(Linear Cl
ip Matrix)回路５０９にて、色相の微少修正及び、撮像
素子の個体差バラツキによる色相ずれを修正する。
【０００５】ここで、図７に示すような市松模様のベイ
ヤー配列のフィルターを備えた撮像素子からの出力を処
理した場合を考える。特に純色フィルターの場合、色の
分離がよいために、例えば図８（ａ）のように、左半分
が赤、右半分が青といった相反する色相を有する画像の
エッジ部では、ノッチフィルタ方式であると、ＬＰＦだ
けでは異なる色フィルタ間のゲイン差を吸収することが
できず、ギザギザ（ジャギ）となって再生画像の画質を
劣化させてしまう。以下に、図８（ｂ）を参照して更に
説明する。
ヤー配列のフィルターを備えた撮像素子からの出力を処
理した場合を考える。特に純色フィルターの場合、色の
分離がよいために、例えば図８（ａ）のように、左半分
が赤、右半分が青といった相反する色相を有する画像の
エッジ部では、ノッチフィルタ方式であると、ＬＰＦだ
けでは異なる色フィルタ間のゲイン差を吸収することが
できず、ギザギザ（ジャギ）となって再生画像の画質を
劣化させてしまう。以下に、図８（ｂ）を参照して更に
説明する。
【０００６】図８（ｂ）は、撮像素子の各画素からの出
力レベルを示す説明図である。同図においては、説明の
簡略化のため、比較的大きい値を出力する画素を白で、
出力がほぼ０である画素を黒で示している。このよう
に、相反する色相のエッジであると異なる色フィルタで
の信号レベル差が大きくなり、結果としてにジャギとな
って現れる。更に、ＬＰＦによって落ちた解像感（ＭＴ
Ｆ）をあげるためにエッジ強調を行なうため、さらにジ
ャギを強調させてしまうという欠点があった。
力レベルを示す説明図である。同図においては、説明の
簡略化のため、比較的大きい値を出力する画素を白で、
出力がほぼ０である画素を黒で示している。このよう
に、相反する色相のエッジであると異なる色フィルタで
の信号レベル差が大きくなり、結果としてにジャギとな
って現れる。更に、ＬＰＦによって落ちた解像感（ＭＴ
Ｆ）をあげるためにエッジ強調を行なうため、さらにジ
ャギを強調させてしまうという欠点があった。
【０００７】そこで、このジャギを回避するために以下
のような適応補間輝度信号作成手法が提案されている。
すなわち、補間対象画素の上下左右の信号相関を検出
し、これにより縦縞か横縞かを判別し、縦縞の場合は上
下の信号から補間を行ない、横縞の場合は左右の信号か
ら補間することで、輝度信号のジャギを防ぐものであ
る。
のような適応補間輝度信号作成手法が提案されている。
すなわち、補間対象画素の上下左右の信号相関を検出
し、これにより縦縞か横縞かを判別し、縦縞の場合は上
下の信号から補間を行ない、横縞の場合は左右の信号か
ら補間することで、輝度信号のジャギを防ぐものであ
る。
【０００８】以下、適応補間輝度信号作成手法につい
て、図９を参照して説明する。
て、図９を参照して説明する。
【０００９】まずグリーン信号の補間を行う。例えば、
画素Ｐ１〜Ｐ９に対する補間を行う場合（括弧内は、そ
の画素から得られる色信号を示し、フィルタの色に対応
する。但し、）、画素Ｐ５におけるグリーン信号（Ｐ５
（Ｇ））の補間方法は以下の通りである。
画素Ｐ１〜Ｐ９に対する補間を行う場合（括弧内は、そ
の画素から得られる色信号を示し、フィルタの色に対応
する。但し、）、画素Ｐ５におけるグリーン信号（Ｐ５
（Ｇ））の補間方法は以下の通りである。
【００１０】１．式（１）により補間対象の上下、左右
の画素の差の絶対値（ＨＤｉｆｆ，ＶＤｉｆｆ）を求め
る。 ＨＤｉｆｆ＝｜Ｐ４（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ）｜、 ＶＤｉｆｆ＝｜Ｐ２（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ）｜ …（１）
の画素の差の絶対値（ＨＤｉｆｆ，ＶＤｉｆｆ）を求め
る。 ＨＤｉｆｆ＝｜Ｐ４（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ）｜、 ＶＤｉｆｆ＝｜Ｐ２（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ）｜ …（１）
【００１１】２．求めた絶対値に基づいて、補間の仕方
を変更する。
を変更する。
【００１２】ＶＤｉｆｆ＜ＨＤｉｆｆならば、垂直の画
素を用い、式（２）を用いて補間する。 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ２（Ｇ）＋Ｐ８（Ｇ））／２ …（２）
素を用い、式（２）を用いて補間する。 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ２（Ｇ）＋Ｐ８（Ｇ））／２ …（２）
【００１３】また、ＶＤｉｆｆ＞ＨＤｉｆｆなら、水平
の画素を用い、式（３）を用いて補間する。 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））／２ …（３）
の画素を用い、式（３）を用いて補間する。 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））／２ …（３）
【００１４】更に、Ｖｄｉｆｆ＝ＨＤｉｆｆなら、水平
及び垂直両方の画素を用い、式（４）を用いて補間す
る。 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ２（Ｇ）＋Ｐ８（Ｇ）＋Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））／４ …（４）
及び垂直両方の画素を用い、式（４）を用いて補間す
る。 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ２（Ｇ）＋Ｐ８（Ｇ）＋Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））／４ …（４）
【００１５】上記のようにして、グリーン信号以外を出
力する画素についてグリーン信号を補間する。
力する画素についてグリーン信号を補間する。
【００１６】また、レッド信号は、 P2(R)=((P1(R)-P1(G))+(P3(R)-P3(G)))/2+P2(G) P4(R)=((P1(R)-P1(G))+(P7(R)-P7(G)))/2+P4(G) P5(R)=((P1(R)-P1(G))+(P3(R)-P3(G))+(P7(R)-P7(G))+(P9(R)-P9(G)))/4+ P5(G) …（５）
【００１７】で求めることができる。ブルー信号も同様
の計算で求めることができる。これにより同一画素につ
いてＲＧＢ３色分の信号を得ることができる。更に、 Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ …（６） より輝度信号Ｙを求める。また、特開平１１−２７５３
７３号公報に開示されているように、エッジ判別に色差
信号を用い、その後、相関度に応じて縦方向からの補間
信号と横方向からの補間信号を加重加算によって補間画
素を算出する方法がある。この方法では、加重加算によ
り２値的な切り替わりを無くすことが可能である。
の計算で求めることができる。これにより同一画素につ
いてＲＧＢ３色分の信号を得ることができる。更に、 Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ …（６） より輝度信号Ｙを求める。また、特開平１１−２７５３
７３号公報に開示されているように、エッジ判別に色差
信号を用い、その後、相関度に応じて縦方向からの補間
信号と横方向からの補間信号を加重加算によって補間画
素を算出する方法がある。この方法では、加重加算によ
り２値的な切り替わりを無くすことが可能である。
【００１８】さらに、特開平８−２９８６６９号公報で
は、ラプラシアン２次値及び傾斜値を得て分類器を決定
し、分類器に基づく失われたカラー値の補間に対する好
ましい方向を選択するためにラプラシアン２次値及び傾
斜値を加算する構造を含む。最終的に配置は好ましい方
向に一致するように選択された複数のカラー値の付近か
ら失われたカラー値を補間する方法が開示されている。
つまり、グリーン信号を補間する際に求める縦横相関係
数を求める場合に、図１０に示す配列において ＨＤｉｆｆ＝｜P32(G)-P34(G)｜+｜P31(B)+P35(B)-2×P33(B)｜ ＶＤｉｆｆ＝｜P23(G)-P43(G)｜+｜P13(B)+P53(B)-2×P33(B)｜ …（７）
は、ラプラシアン２次値及び傾斜値を得て分類器を決定
し、分類器に基づく失われたカラー値の補間に対する好
ましい方向を選択するためにラプラシアン２次値及び傾
斜値を加算する構造を含む。最終的に配置は好ましい方
向に一致するように選択された複数のカラー値の付近か
ら失われたカラー値を補間する方法が開示されている。
つまり、グリーン信号を補間する際に求める縦横相関係
数を求める場合に、図１０に示す配列において ＨＤｉｆｆ＝｜P32(G)-P34(G)｜+｜P31(B)+P35(B)-2×P33(B)｜ ＶＤｉｆｆ＝｜P23(G)-P43(G)｜+｜P13(B)+P53(B)-2×P33(B)｜ …（７）
【００１９】のような第２項をそれぞれ加えることで、
さらに判定精度をあげることができるとある。
さらに判定精度をあげることができるとある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記式
（１）〜（６）に示す従来の適応補間手法では、縦縞横
縞判別で２値的に補間方向を切り替えているため、図１
１（ａ）のような１画素ピッチの縞の被写体において画
素、例えば画素Ｐ５を補間して作成する場合、ＶＤｉｆ
ｆ（＝｜Ｐ２（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ）｜＝０）、ＨＤｉｆｆ
（＝｜Ｐ４（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ）｜＝０）の両者の値がほ
ぼ０となる。この結果、撮像素子のノイズなどの影響で
誤判定を行ってしまい、図１１（ｂ）のように縦からの
補間と横からの補間がランダム（不規則）に２値的に切
り替わり（縦縞横縞の誤判別）、本来あるべきでないと
ころに縞が発生するという欠点があった。
（１）〜（６）に示す従来の適応補間手法では、縦縞横
縞判別で２値的に補間方向を切り替えているため、図１
１（ａ）のような１画素ピッチの縞の被写体において画
素、例えば画素Ｐ５を補間して作成する場合、ＶＤｉｆ
ｆ（＝｜Ｐ２（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ）｜＝０）、ＨＤｉｆｆ
（＝｜Ｐ４（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ）｜＝０）の両者の値がほ
ぼ０となる。この結果、撮像素子のノイズなどの影響で
誤判定を行ってしまい、図１１（ｂ）のように縦からの
補間と横からの補間がランダム（不規則）に２値的に切
り替わり（縦縞横縞の誤判別）、本来あるべきでないと
ころに縞が発生するという欠点があった。
【００２１】また、特開平１１−２７５３７３号公報記
載の方法では、エッジ判別に色差信号を用いているた
め、図１２のような白黒エッジの場合に水平垂直方向の
色差信号が両者共に０になってしまい（例えばＰ５
（Ｇ）を補間する場合、Ｈｄｉｆｆ＝｜（Ｐ５（Ｂ）−
Ｐ２（Ｇ））−（Ｐ５（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ））｜＝０、V
ｄｉｆｆ＝｜（Ｐ５（Ｂ）−Ｐ４（Ｇ））−（Ｐ５
（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ））｜＝０）、エッジ判別が不可能に
なってしまう欠点があった。さらに、色差信号の絶対値
和による判定を行うと、図１３の（ａ）ような色エッジ
の場合、図１３（ｂ）のようにたとえば、Ｐ２（Ｇ）＝
Ｐ４（Ｇ）＝Ｐ６（Ｇ）＝２０，Ｐ１（Ｒ、Ｂ）＝Ｐ３
（Ｒ、Ｂ）＝Ｐ５（Ｂ、Ｒ）＝７０，Ｐ７（Ｒ、Ｂ）＝
Ｐ９（Ｒ、Ｂ）＝１７０，Ｐ８（Ｇ）＝１２０，のよう
な色エッジの場合、Ｐ５（Ｇ）を求めるとすると、特開
平１１−２７５３７３号公報に記載の補間方法でｔ＝ｙ
＝０．５として計算すると 水平類似度：Ctsum＝(|P5(B,R)-P4(G)|+|P5(B,R)-P6(G)|)/2=50, 垂直類似度：Cysum＝(|P5(B,R)-P2(G)|+|P5(B,R)-P8(G)|)/2=50 …（８）
載の方法では、エッジ判別に色差信号を用いているた
め、図１２のような白黒エッジの場合に水平垂直方向の
色差信号が両者共に０になってしまい（例えばＰ５
（Ｇ）を補間する場合、Ｈｄｉｆｆ＝｜（Ｐ５（Ｂ）−
Ｐ２（Ｇ））−（Ｐ５（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ））｜＝０、V
ｄｉｆｆ＝｜（Ｐ５（Ｂ）−Ｐ４（Ｇ））−（Ｐ５
（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ））｜＝０）、エッジ判別が不可能に
なってしまう欠点があった。さらに、色差信号の絶対値
和による判定を行うと、図１３の（ａ）ような色エッジ
の場合、図１３（ｂ）のようにたとえば、Ｐ２（Ｇ）＝
Ｐ４（Ｇ）＝Ｐ６（Ｇ）＝２０，Ｐ１（Ｒ、Ｂ）＝Ｐ３
（Ｒ、Ｂ）＝Ｐ５（Ｂ、Ｒ）＝７０，Ｐ７（Ｒ、Ｂ）＝
Ｐ９（Ｒ、Ｂ）＝１７０，Ｐ８（Ｇ）＝１２０，のよう
な色エッジの場合、Ｐ５（Ｇ）を求めるとすると、特開
平１１−２７５３７３号公報に記載の補間方法でｔ＝ｙ
＝０．５として計算すると 水平類似度：Ctsum＝(|P5(B,R)-P4(G)|+|P5(B,R)-P6(G)|)/2=50, 垂直類似度：Cysum＝(|P5(B,R)-P2(G)|+|P5(B,R)-P8(G)|)/2=50 …（８）
【００２２】となり、水平類似度が高くなるべきところ
が、垂直類似度と水平類似度が同じになり、判定を誤る
ため、図１３（ｃ）に示すように色エッジにおけるジャ
ギが発生するという問題があった。更に、特開平８−２
９８６６９号公報の手法を用いて色信号の補間を行う
と、グリーン信号を補間するために５ライン分の情報が
必要になり、更に式（５）で色信号を補間する際に上下
１ライン分のグリーン信号を作成する必要が有るため、
結果的に７ライン分の情報が必要になり、回路規模が大
きくなってしまう。
が、垂直類似度と水平類似度が同じになり、判定を誤る
ため、図１３（ｃ）に示すように色エッジにおけるジャ
ギが発生するという問題があった。更に、特開平８−２
９８６６９号公報の手法を用いて色信号の補間を行う
と、グリーン信号を補間するために５ライン分の情報が
必要になり、更に式（５）で色信号を補間する際に上下
１ライン分のグリーン信号を作成する必要が有るため、
結果的に７ライン分の情報が必要になり、回路規模が大
きくなってしまう。
【００２３】ところが、上下１ラインのグリーン信号は
色信号を作成する際、色差信号を作成するためのみに用
いられるため、画質の面ではそれはど重要ではない。
色信号を作成する際、色差信号を作成するためのみに用
いられるため、画質の面ではそれはど重要ではない。
【００２４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、輝度信号作成時のグリーン信号補間時に、縦
縞、横縞判別を行い垂直方向および水平方向からの補間
を適応的に切り替える手法において、従来のような縦縞
横縞誤判別による２値的な切り替わりを低減させ、より
高品位な輝度信号が作成することを第１の目的とする。
であり、輝度信号作成時のグリーン信号補間時に、縦
縞、横縞判別を行い垂直方向および水平方向からの補間
を適応的に切り替える手法において、従来のような縦縞
横縞誤判別による２値的な切り替わりを低減させ、より
高品位な輝度信号が作成することを第１の目的とする。
【００２５】また、縦縞、横縞判別の精度を向上させる
と共に、回路規模を抑え、かつ精度よくグリーン信号の
適応補間を行うことを第２の目的とする。
と共に、回路規模を抑え、かつ精度よくグリーン信号の
適応補間を行うことを第２の目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、カラーフィルタを備えた撮像素子から画像信
号を取得して処理する本発明の信号処理方法は、前記画
像信号の垂直方向の垂直相関値及び水平方向の水平相関
値を求める相関演算工程と、前記垂直相関値と水平相関
値とに基づく値を、予め設定された所定範囲と比較する
比較工程と、前記所定範囲より小さい場合に、第１の補
間方法で輝度信号を補間する第１の補間工程と、前記所
定範囲より大きい場合に、前記第１の補間方法とは異な
る第２の補間方法で輝度信号を補間する第２の補間工程
と、前記所定範囲内である場合に、前記第１及び第２の
補間方法とは異なる第３の補間方法で輝度信号を補間す
る第３の補間工程とを有し、前記第１乃至第３の補間工
程は選択的に実行される。
るために、カラーフィルタを備えた撮像素子から画像信
号を取得して処理する本発明の信号処理方法は、前記画
像信号の垂直方向の垂直相関値及び水平方向の水平相関
値を求める相関演算工程と、前記垂直相関値と水平相関
値とに基づく値を、予め設定された所定範囲と比較する
比較工程と、前記所定範囲より小さい場合に、第１の補
間方法で輝度信号を補間する第１の補間工程と、前記所
定範囲より大きい場合に、前記第１の補間方法とは異な
る第２の補間方法で輝度信号を補間する第２の補間工程
と、前記所定範囲内である場合に、前記第１及び第２の
補間方法とは異なる第３の補間方法で輝度信号を補間す
る第３の補間工程とを有し、前記第１乃至第３の補間工
程は選択的に実行される。
【００２７】また、カラーフィルタを備えた撮像素子か
ら画像信号を取得して処理する本発明の信号処理装置
は、前記画像信号の垂直方向の垂直相関値及び水平方向
の水平相関値を求める相関演算手段と、前記垂直相関値
と水平相関値とに基づく値を、予め設定された所定範囲
と比較する比較手段と、前記所定範囲より小さい場合
に、第１の補間方法で輝度信号を補間する第１の補間手
段と、前記所定範囲より大きい場合に、前記第１の補間
方法とは異なる第２の補間方法で輝度信号を補間する第
２の補間手段と、前記所定範囲内である場合に、前記第
１及び第２の補間方法とは異なる第３の補間方法で輝度
信号を補間する第３の補間手段と、前記比較手段による
比較結果に基づいて、前記第１乃至第３の補間手段を選
択する選択手段とを有する。
ら画像信号を取得して処理する本発明の信号処理装置
は、前記画像信号の垂直方向の垂直相関値及び水平方向
の水平相関値を求める相関演算手段と、前記垂直相関値
と水平相関値とに基づく値を、予め設定された所定範囲
と比較する比較手段と、前記所定範囲より小さい場合
に、第１の補間方法で輝度信号を補間する第１の補間手
段と、前記所定範囲より大きい場合に、前記第１の補間
方法とは異なる第２の補間方法で輝度信号を補間する第
２の補間手段と、前記所定範囲内である場合に、前記第
１及び第２の補間方法とは異なる第３の補間方法で輝度
信号を補間する第３の補間手段と、前記比較手段による
比較結果に基づいて、前記第１乃至第３の補間手段を選
択する選択手段とを有する。
【００２８】また、本発明の好適な一様態によれば、水
平相関係数を算出する工程または手段を更に有し、前記
水平相関係数は、垂直相関値、水平相関値及び所定の閾
値に基づいて算出され、前記第３の補間方法では、前記
水平相関係数を用いて輝度信号を補間する。
平相関係数を算出する工程または手段を更に有し、前記
水平相関係数は、垂直相関値、水平相関値及び所定の閾
値に基づいて算出され、前記第３の補間方法では、前記
水平相関係数を用いて輝度信号を補間する。
【００２９】更に好ましくは、前記水平相関係数をαと
し、垂直相関値をＶＤｉｆｆとし、水平相関値をＨＤｉ
ｆｆとし、所定の閾値をＴｈとした場合に、 α＝（ＶＤｉｆｆ−ＨＤｉｆｆ）／（２×Ｔｈ）＋０．
５
し、垂直相関値をＶＤｉｆｆとし、水平相関値をＨＤｉ
ｆｆとし、所定の閾値をＴｈとした場合に、 α＝（ＶＤｉｆｆ−ＨＤｉｆｆ）／（２×Ｔｈ）＋０．
５
【００３０】で与えられる。また好ましくは、前記カラ
ーフィルタはベイヤー配列のフィルタであり、前記第１
の補間方法では、グリーンフィルタ以外のフィルタに対
応する各画素について、上下２画素の信号値を平均して
グリーン信号を算出し、前記第２の補間方法では、左右
２画素の信号値を平均してグリーン信号を算出し、前記
第３の補間方法では、左右２画素の信号値の平均に水平
相関係数を乗じた値と、上下２画素の信号値の平均に１
から水平相関係数を減じて得た値を乗じた値とを加算し
てグリーン信号を算出する。
ーフィルタはベイヤー配列のフィルタであり、前記第１
の補間方法では、グリーンフィルタ以外のフィルタに対
応する各画素について、上下２画素の信号値を平均して
グリーン信号を算出し、前記第２の補間方法では、左右
２画素の信号値を平均してグリーン信号を算出し、前記
第３の補間方法では、左右２画素の信号値の平均に水平
相関係数を乗じた値と、上下２画素の信号値の平均に１
から水平相関係数を減じて得た値を乗じた値とを加算し
てグリーン信号を算出する。
【００３１】また、本発明の好適な一様態によれば、前
記第１乃至第３の補間方法では、レッドフィルタ以外の
フィルタに対応する各画素について、レッド信号を算出
し、ブルーフィルタ以外のフィルタに対応する各画素に
ついて、ブルー信号を算出し、各画素毎に輝度信号をグ
リーン信号、レッド信号、ブルー信号を用いて所定の演
算により算出する。
記第１乃至第３の補間方法では、レッドフィルタ以外の
フィルタに対応する各画素について、レッド信号を算出
し、ブルーフィルタ以外のフィルタに対応する各画素に
ついて、ブルー信号を算出し、各画素毎に輝度信号をグ
リーン信号、レッド信号、ブルー信号を用いて所定の演
算により算出する。
【００３２】また、本発明の好適な一様態によれば、前
記垂直相関値と水平相関値とに基づく値は水平相関係数
である。
記垂直相関値と水平相関値とに基づく値は水平相関係数
である。
【００３３】また、本発明の好適な別の一様態によれ
ば、前記垂直相関値と水平相関値とに基づく値は、垂直
相関値と水平相関値とを差分することによって得られる
値である。
ば、前記垂直相関値と水平相関値とに基づく値は、垂直
相関値と水平相関値とを差分することによって得られる
値である。
【００３４】また、本発明の好適な一様態によれば、前
記カラーフィルタはベイヤー配列のフィルタであり、垂
直相関値は、グリーンフィルタ以外のフィルタに対応す
る各画素について、上下２画素の信号値の差の絶対値で
あり、水平相関値は、左右２画素の信号値の差の絶対値
である。
記カラーフィルタはベイヤー配列のフィルタであり、垂
直相関値は、グリーンフィルタ以外のフィルタに対応す
る各画素について、上下２画素の信号値の差の絶対値で
あり、水平相関値は、左右２画素の信号値の差の絶対値
である。
【００３５】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明によれば前記相関演算工程または前記相関演算手
段は、所定条件に基づいて、それぞれ異なる第１の相関
値演算方法と、第２の相関値演算方法とを選択的に実行
する。
本発明によれば前記相関演算工程または前記相関演算手
段は、所定条件に基づいて、それぞれ異なる第１の相関
値演算方法と、第２の相関値演算方法とを選択的に実行
する。
【００３６】本発明の好適な一様態によれば、前記カラ
ーフィルタはベイヤー配列のフィルタであり、グリーン
フィルタ以外のフィルタに対応するグリーン信号補間の
対象画素をＰｉｊとし、ｉを画素アレイの行、ｊを画素
アレイの列とした場合に、水平相関値をＨＤｉｆｆ、垂
直相関値をＶＤｉｆｆとすると、前記第１の相関値演算
方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|+|P(i, j-2)+P
(i, j+2)-2×P(i, j)| 、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)|+|P(i, j)+P
(i+2, j)-2×P(i, j)|
ーフィルタはベイヤー配列のフィルタであり、グリーン
フィルタ以外のフィルタに対応するグリーン信号補間の
対象画素をＰｉｊとし、ｉを画素アレイの行、ｊを画素
アレイの列とした場合に、水平相関値をＨＤｉｆｆ、垂
直相関値をＶＤｉｆｆとすると、前記第１の相関値演算
方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|+|P(i, j-2)+P
(i, j+2)-2×P(i, j)| 、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)|+|P(i, j)+P
(i+2, j)-2×P(i, j)|
【００３７】により演算を行い、前記第２の相関値演算
方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)| により演算を行う。更に本発明の好適な一様態によれ
ば、前記所定条件は、輝度信号を補間する対象画素であ
ることであり、所定条件を満たす場合に第１の相関値演
算方法を実行し、所定条件を満たさない場合には第２の
相関演算方法を実行する。
方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)| により演算を行う。更に本発明の好適な一様態によれ
ば、前記所定条件は、輝度信号を補間する対象画素であ
ることであり、所定条件を満たす場合に第１の相関値演
算方法を実行し、所定条件を満たさない場合には第２の
相関演算方法を実行する。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。
の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３９】［第１の実施形態］図１は、本発明の第１
の実施形態におけるデジタルカメラの信号処理ユニット
の構成を示すブロック図である。図６に示す構成とは、
輝度ノッチ回路５１０が適応輝度補間回路５５０に変わ
っているところが異なる。
の実施形態におけるデジタルカメラの信号処理ユニット
の構成を示すブロック図である。図６に示す構成とは、
輝度ノッチ回路５１０が適応輝度補間回路５５０に変わ
っているところが異なる。
【００４０】図２は、適応輝度補間回路５５０の処理構
成を示すブロック図である。適応輝度補間回路５５０は
相関度検出部５６０、Ｇ補間部５７０、Ｒ・Ｂ補間部５
８０、及び輝度生成部５９０とを有する。
成を示すブロック図である。適応輝度補間回路５５０は
相関度検出部５６０、Ｇ補間部５７０、Ｒ・Ｂ補間部５
８０、及び輝度生成部５９０とを有する。
【００４１】以下、本発明の第１の実施形態にかかる上
記構成を有する適応輝度補間回路５５０における輝度信
号作成方法を説明する。図３は、輝度信号作成方法の手
順を示すフローチャートである。
記構成を有する適応輝度補間回路５５０における輝度信
号作成方法を説明する。図３は、輝度信号作成方法の手
順を示すフローチャートである。
【００４２】基本となる方法は、グリーン信号を適応的
に補間した後、グリーン信号をもとにレッド信号及びブ
ルー信号を補間し輝度信号を作成する手法である。本第
１の実施の形態では、グリーン信号の補間時に、縦縞、
横縞判別の結果に応じて水平方向補間、垂直方向補間を
２値的に切り替えるのではなく、縦縞、横縞判別で相関
度があまり変わらない画素には、水平方向補間からのグ
リーン信号と、垂直方向補間からのグリーン信号に重み
をつけて分配することを特徴とする。
に補間した後、グリーン信号をもとにレッド信号及びブ
ルー信号を補間し輝度信号を作成する手法である。本第
１の実施の形態では、グリーン信号の補間時に、縦縞、
横縞判別の結果に応じて水平方向補間、垂直方向補間を
２値的に切り替えるのではなく、縦縞、横縞判別で相関
度があまり変わらない画素には、水平方向補間からのグ
リーン信号と、垂直方向補間からのグリーン信号に重み
をつけて分配することを特徴とする。
【００４３】まず、グリーン以外の全ての画素、すなわ
ちレッド画素、ブルー画素について、グリーン信号を補
間する（ステップＳ１１〜Ｓ１５）。例えば図７に示す
配列のフィルターを有し、図９の画素Ｐ５（Ｐ１〜Ｐ９
は画素の位置を示し、括弧内は、その画素から得られる
色信号を示し、フィルタの色に対応する。）にグリーン
信号（Ｐ５（Ｇ））を補間する場合、相関度検出器５６
０では従来と同様に、補間対象画素の上下左右の信号相
関を検出し、これにより縦縞、横縞を判別する。すなわ
ち、補間対象の上下、左右の画素の差の絶対値を求め
る。（ステップＳ１１、相関度算出） ＨＤｉｆｆ＝｜Ｐ４（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ）｜、 ＶＤｉｆｆ＝｜Ｐ２（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ）｜ …（９）
ちレッド画素、ブルー画素について、グリーン信号を補
間する（ステップＳ１１〜Ｓ１５）。例えば図７に示す
配列のフィルターを有し、図９の画素Ｐ５（Ｐ１〜Ｐ９
は画素の位置を示し、括弧内は、その画素から得られる
色信号を示し、フィルタの色に対応する。）にグリーン
信号（Ｐ５（Ｇ））を補間する場合、相関度検出器５６
０では従来と同様に、補間対象画素の上下左右の信号相
関を検出し、これにより縦縞、横縞を判別する。すなわ
ち、補間対象の上下、左右の画素の差の絶対値を求め
る。（ステップＳ１１、相関度算出） ＨＤｉｆｆ＝｜Ｐ４（Ｇ）−Ｐ６（Ｇ）｜、 ＶＤｉｆｆ＝｜Ｐ２（Ｇ）−Ｐ８（Ｇ）｜ …（９）
【００４４】次に、ＨＤｉｆｆとＶＤｉｆｆの差をと
り、その差の絶対値が予め設定した閾値Ｔｈより小さい
場合、水平補間値と垂直補間値を重みをつけて線形的に
振り分ける。またその差の絶対値が閾値Ｔｈより大きい
場合には、相関度が小さい方の補間結果を用いる。
り、その差の絶対値が予め設定した閾値Ｔｈより小さい
場合、水平補間値と垂直補間値を重みをつけて線形的に
振り分ける。またその差の絶対値が閾値Ｔｈより大きい
場合には、相関度が小さい方の補間結果を用いる。
【００４５】ここでは、相関度検出器５６０が重みα
（水平相関係数）を算出し、Ｇ補間部５７０がこの算出
した水平相関係数αを利用して、上記条件毎に補間方法
を変更してグリーン信号の補間を行う方法を説明する。
（水平相関係数）を算出し、Ｇ補間部５７０がこの算出
した水平相関係数αを利用して、上記条件毎に補間方法
を変更してグリーン信号の補間を行う方法を説明する。
【００４６】まず、以下の式（１０）を用いて水平相関
係数αを算出する（ステップＳ１２）。 α＝（ＶＤｉｆｆ−ＨＤｉｆｆ）／（２×Ｔｈ）＋０．５ …（１０）
係数αを算出する（ステップＳ１２）。 α＝（ＶＤｉｆｆ−ＨＤｉｆｆ）／（２×Ｔｈ）＋０．５ …（１０）
【００４７】得られた水平相関係数αにより、以下の３
通りの方法のいずれかで補間を行う（ステップＳ１
３）。 １．（０≦α≦１）の場合（ステップＳ１４）
通りの方法のいずれかで補間を行う（ステップＳ１
３）。 １．（０≦α≦１）の場合（ステップＳ１４）
【００４８】水平方向の相関と垂直方向の相関が近似し
ているため、得られた水平相関係数αを用いて、以下の
式（１１）を用いて、垂直・水平補間の線形切り替えを
使用する。つまり、重みをつけて垂直補間と水平補間を
振り分ける。 Ｐ５（Ｇ）＝（α（Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））＋（１−α）（Ｐ２（Ｇ） ＋Ｐ８（Ｇ）））／２ …（１１）
ているため、得られた水平相関係数αを用いて、以下の
式（１１）を用いて、垂直・水平補間の線形切り替えを
使用する。つまり、重みをつけて垂直補間と水平補間を
振り分ける。 Ｐ５（Ｇ）＝（α（Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））＋（１−α）（Ｐ２（Ｇ） ＋Ｐ８（Ｇ）））／２ …（１１）
【００４９】２．（α＜０）の場合（ステップＳ１５）
【００５０】垂直方向の相関が強いため、垂直方向から
の補間のみ使用する。すなわち、 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ２（Ｇ）＋Ｐ８（Ｇ））／２ …（１２）
の補間のみ使用する。すなわち、 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ２（Ｇ）＋Ｐ８（Ｇ））／２ …（１２）
【００５１】により補間する。 ３．（α＞１）の場合（ステップＳ１６）
【００５２】水平方向の相関が強いため、水平方向から
の補間のみ使用する。すなわち、 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））／２ …（１３）
の補間のみ使用する。すなわち、 Ｐ５（Ｇ）＝（Ｐ４（Ｇ）＋Ｐ６（Ｇ））／２ …（１３）
【００５３】により補間する。図４は、式（１０）を上
記の３つの場合分けに基づいてグラフ化したものであ
る。すなわち、（α＜０）の場合は、図４に示すように
α＝０として式（１１）に代入すれば、式（１２）が得
られ、（α＞１）の場合には、α＝１として式（１１）
に代入すれば、式（１３）を得られることを示してい
る。
記の３つの場合分けに基づいてグラフ化したものであ
る。すなわち、（α＜０）の場合は、図４に示すように
α＝０として式（１１）に代入すれば、式（１２）が得
られ、（α＞１）の場合には、α＝１として式（１１）
に代入すれば、式（１３）を得られることを示してい
る。
【００５４】同様の方法で、全てのブルー画素及びレッ
ド画素についても補間を行う。
ド画素についても補間を行う。
【００５５】また、Ｒ・Ｂ補間部５８０において、補間
したグリーン信号を用いて、レッド以外の全ての画素に
ついてレッド信号を補間する（ステップＳ１７）。グリ
ーン画素については、左右または上下のレッド信号及び
そのレッド画素のグリーン信号を用いて、また、ブルー
画素については、周辺の４つのレッド画素を用いて、以
下の式に示すように補間を行う。 P2(R)=((P1(R)-P1(G))+(P3(R)-P3(G)))/2+P2(G１) P4(R)=((P1(R)-P1(G))+(P7(R)-P7(G)))/2+P4(G２) P5(R)=((P1(R)-P1(G))+(P3(R)-P3(G))+(P7(R)-P7(G))+(P9(R)-P9(G)))/4+ P5(G) …（１４）
したグリーン信号を用いて、レッド以外の全ての画素に
ついてレッド信号を補間する（ステップＳ１７）。グリ
ーン画素については、左右または上下のレッド信号及び
そのレッド画素のグリーン信号を用いて、また、ブルー
画素については、周辺の４つのレッド画素を用いて、以
下の式に示すように補間を行う。 P2(R)=((P1(R)-P1(G))+(P3(R)-P3(G)))/2+P2(G１) P4(R)=((P1(R)-P1(G))+(P7(R)-P7(G)))/2+P4(G２) P5(R)=((P1(R)-P1(G))+(P3(R)-P3(G))+(P7(R)-P7(G))+(P9(R)-P9(G)))/4+ P5(G) …（１４）
【００５６】また、ブルー信号も同様の計算により求め
ることができる。これにより同一画素についてＲＧＢ３
色分の信号を得る。更に、輝度生成器５９０において、
例えばｍｓｃ方式の式を用い、 Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ …（１５）
ることができる。これにより同一画素についてＲＧＢ３
色分の信号を得る。更に、輝度生成器５９０において、
例えばｍｓｃ方式の式を用い、 Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ …（１５）
【００５７】より輝度信号Ｙを求める（ステップＳ１
８）。なお、式（１５）の各項の係数は、適宜変更する
ことが可能である。輝度信号ではグリーン信号の割合が
約６０％を占める。よってグリーン信号の補間が最も画
質に影響を及ぼす。
８）。なお、式（１５）の各項の係数は、適宜変更する
ことが可能である。輝度信号ではグリーン信号の割合が
約６０％を占める。よってグリーン信号の補間が最も画
質に影響を及ぼす。
【００５８】従って、上記第１の実施形態によれば、縦
縞、横縞判別を行い垂直方向および水平方向からの補間
を適応的に切り替える手法において、垂直画素からの補
間信号と水平画素からの補間信号を、縦横相関係数を用
いて線形的に分配する処理を行なうことより、従来のよ
うな縦縞横縞誤判別による２値的な切り替わりを低減さ
せ、より高品位な輝度信号が作成可能となる。
縞、横縞判別を行い垂直方向および水平方向からの補間
を適応的に切り替える手法において、垂直画素からの補
間信号と水平画素からの補間信号を、縦横相関係数を用
いて線形的に分配する処理を行なうことより、従来のよ
うな縦縞横縞誤判別による２値的な切り替わりを低減さ
せ、より高品位な輝度信号が作成可能となる。
【００５９】なお、本第１の実施形態では水平補間値の
重みαを求めるために式（１０）を用いたが、式（１
０）に関わらず他の関数から求めてもよい。また、関数
でなくルックアップテーブル等で表現することも可能で
ある。
重みαを求めるために式（１０）を用いたが、式（１
０）に関わらず他の関数から求めてもよい。また、関数
でなくルックアップテーブル等で表現することも可能で
ある。
【００６０】［第２の実施形態］第２の実施形態では、
第１の実施形態における水平相関度算出方法を、特開平
８−２９８６６９号公報の式（７）を適応した場合に、
回路規模が大きくならないようにするグリーン信号作成
方法について説明する。図５は、本発明の第２の実施形
態における輝度信号作成方法の手順を示すフローチャー
トである。
第１の実施形態における水平相関度算出方法を、特開平
８−２９８６６９号公報の式（７）を適応した場合に、
回路規模が大きくならないようにするグリーン信号作成
方法について説明する。図５は、本発明の第２の実施形
態における輝度信号作成方法の手順を示すフローチャー
トである。
【００６１】図１０において、画素Ｐ３３の輝度信号Ｙ
（Ｐ３３（Ｙ））は以下の式（１６）で求められる。 P33(Y)=0.30×P33(R)＋0.59×P33(G)＋0.11×P33(B) …（１６）
（Ｐ３３（Ｙ））は以下の式（１６）で求められる。 P33(Y)=0.30×P33(R)＋0.59×P33(G)＋0.11×P33(B) …（１６）
【００６２】つまり輝度信号Ｐ３３（Ｙ）を求めるため
には、画素Ｐ３３のグリーン信号Ｐ３３（Ｇ）とレッド
信号Ｐ３３（Ｒ）は補間して求める必要がある。
には、画素Ｐ３３のグリーン信号Ｐ３３（Ｇ）とレッド
信号Ｐ３３（Ｒ）は補間して求める必要がある。
【００６３】Ｐ３３（Ｒ）は以下の式（１７）で求めら
れる。 P33(R)={P22(R)-P22(G))+(P24(R)-P44(R))+(P42(R)-P42(G)) +(P44(R)-P44(G))}/4+P33(G) …（１７）
れる。 P33(R)={P22(R)-P22(G))+(P24(R)-P44(R))+(P42(R)-P42(G)) +(P44(R)-P44(G))}/4+P33(G) …（１７）
【００６４】つまり、Ｐ２２（Ｇ），Ｐ２４（Ｇ），Ｐ
４２（Ｇ），Ｐ４４（Ｇ）を補間により求める必要があ
る。
４２（Ｇ），Ｐ４４（Ｇ）を補間により求める必要があ
る。
【００６５】例えば上述の式（７）によって、Ｐ２２
（Ｇ）を求めるために、 ＨＤｉｆｆ＝｜P21(G)-P23(G)｜+｜P20(R)+P24(R)-2×P
22(R)｜ ＶＤｉｆｆ＝｜P12(G)-P32(G)｜+｜P02(R)+P42(R)-2×P
22(R)｜
（Ｇ）を求めるために、 ＨＤｉｆｆ＝｜P21(G)-P23(G)｜+｜P20(R)+P24(R)-2×P
22(R)｜ ＶＤｉｆｆ＝｜P12(G)-P32(G)｜+｜P02(R)+P42(R)-2×P
22(R)｜
【００６６】となり、Ｐ３３（Ｇ）信号を求める為に３
ライン上のＰ０２（Ｒ）の信号が必要になる。つまり、
式（７）を判定基準にするためには、トータル７タップ
のデータが必要になり、回路規模が大きくなる。そこ
で、第２の実施形態では、Ｐ３３（Ｂ）の場所の輝度信
号を求める場合、Ｐ３３（Ｇ）を求める際には（ステッ
プＳ２１でＹＥＳ）ＨＤｉｆｆ及びＶＤｉｆｆを式
（７）を用いて算出し（ステップＳ２２）、Ｐ２２
（Ｇ），Ｐ２４（Ｇ），Ｐ４２（Ｇ），Ｐ４４（Ｇ）を
求める場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、ＨＤｉｆｆ
及びＶＤｉｆｆを上記第１の実施形態で説明した式
（９）を用いて算出する（ステップＳ２３）。
ライン上のＰ０２（Ｒ）の信号が必要になる。つまり、
式（７）を判定基準にするためには、トータル７タップ
のデータが必要になり、回路規模が大きくなる。そこ
で、第２の実施形態では、Ｐ３３（Ｂ）の場所の輝度信
号を求める場合、Ｐ３３（Ｇ）を求める際には（ステッ
プＳ２１でＹＥＳ）ＨＤｉｆｆ及びＶＤｉｆｆを式
（７）を用いて算出し（ステップＳ２２）、Ｐ２２
（Ｇ），Ｐ２４（Ｇ），Ｐ４２（Ｇ），Ｐ４４（Ｇ）を
求める場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、ＨＤｉｆｆ
及びＶＤｉｆｆを上記第１の実施形態で説明した式
（９）を用いて算出する（ステップＳ２３）。
【００６７】すなわち、Ｐ３３（Ｇ）の場合、 ＨＤｉｆｆ＝｜P32(G)-P34(G)｜+｜P31(B)+P35(B)-2×P
33(B)｜ ＶＤｉｆｆ＝｜P23(G)-P43(G)｜+｜P13(B)+P53(B)-2×P
33(B)｜
33(B)｜ ＶＤｉｆｆ＝｜P23(G)-P43(G)｜+｜P13(B)+P53(B)-2×P
33(B)｜
【００６８】また、Ｐ２２（Ｇ）の場合、 ＨＤｉｆｆ＝｜Ｐ２１（Ｇ）−Ｐ２３（Ｇ）｜、 ＶＤｉｆｆ＝｜Ｐ１２（Ｇ）−Ｐ３２（Ｇ）｜ である。Ｐ２４（Ｇ），Ｐ４２（Ｇ），Ｐ４４（Ｇ）に
ついても同様にして求める。このようにして求めたＨＤ
ｉｆｆ及びＶＤｉｆｆに基づいて、第１の実施形態で説
明した式（１０）〜（１３）に示す方法によりグリーン
信号を求め（ステップＳ１２〜Ｓ１６）、式（１４）に
よりレッド及びブルー信号を補間し（ステップＳ１
７）、得られたグリーン信号Ｇ、レッド信号Ｒ、ブルー
信号Ｂを用いて各画素毎に式（１５）により輝度信号を
補間する（ステップＳ１８）。
ついても同様にして求める。このようにして求めたＨＤ
ｉｆｆ及びＶＤｉｆｆに基づいて、第１の実施形態で説
明した式（１０）〜（１３）に示す方法によりグリーン
信号を求め（ステップＳ１２〜Ｓ１６）、式（１４）に
よりレッド及びブルー信号を補間し（ステップＳ１
７）、得られたグリーン信号Ｇ、レッド信号Ｒ、ブルー
信号Ｂを用いて各画素毎に式（１５）により輝度信号を
補間する（ステップＳ１８）。
【００６９】ＮＴＳＣの輝度信号ではグリーン信号の割
合が約６０％を占め、グリーン信号の補間が最も画質に
影響を及ぼす。よってグリーン信号の適応補間には精度
良く行う必要がある。しかし、色差信号を補間する場合
に必要となるグリーン信号も同じように生成すると、回
路規模が大きくなってしまう。
合が約６０％を占め、グリーン信号の補間が最も画質に
影響を及ぼす。よってグリーン信号の適応補間には精度
良く行う必要がある。しかし、色差信号を補間する場合
に必要となるグリーン信号も同じように生成すると、回
路規模が大きくなってしまう。
【００７０】しかし上記第２の実施形態によれば、縦
縞、横縞判別を行い垂直方向および水平方向からの補間
を適応的に切り替える手法において、色差信号を作成す
るために必要なグリーン信号作成方法と輝度信号を作成
する為のグリーン信号作成方法の２つの方法を用いるこ
とによって、回路規模を抑え、かつ精度よくグリーン信
号の適応補間を行うことが可能となる。
縞、横縞判別を行い垂直方向および水平方向からの補間
を適応的に切り替える手法において、色差信号を作成す
るために必要なグリーン信号作成方法と輝度信号を作成
する為のグリーン信号作成方法の２つの方法を用いるこ
とによって、回路規模を抑え、かつ精度よくグリーン信
号の適応補間を行うことが可能となる。
【００７１】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器から構成
されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置
に適用してもよい。
されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置
に適用してもよい。
【００７２】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【００７３】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
輝度信号作成時のグリーン信号補間時に、縦縞、横縞判
別を行い垂直方向および水平方向からの補間を適応的に
切り替える手法において、従来のような縦縞横縞誤判別
による２値的な切り替わりを低減させ、より高品位な輝
度信号が作成可能となる。
輝度信号作成時のグリーン信号補間時に、縦縞、横縞判
別を行い垂直方向および水平方向からの補間を適応的に
切り替える手法において、従来のような縦縞横縞誤判別
による２値的な切り替わりを低減させ、より高品位な輝
度信号が作成可能となる。
【００７５】また、縦縞、横縞判別の精度を向上させる
と共に、回路規模を抑え、かつ精度よくグリーン信号の
適応補間を行うことが可能となり、ジャギの少ない輝度
信号を作成することが可能となる。
と共に、回路規模を抑え、かつ精度よくグリーン信号の
適応補間を行うことが可能となり、ジャギの少ない輝度
信号を作成することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施形態におけるデジタルカメ
ラの信号処理ユニットの構成を示すブロック図である。
ラの信号処理ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における適応輝度補間
回路の処理構成を示すブロック図である。
回路の処理構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における輝度信号作成
方法の手順を示すフローチャートである。
方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における水平相関係数
のグラフを示す図である。
のグラフを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における輝度信号作成
方法の手順を示すフローチャートである。
方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】従来のデジタルカメラの信号処理ユニットの構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図７】フィルタ配列を示す図である。
【図８】ジャギの発生を説明する図である。
【図９】適応補間を説明するための図である。
【図１０】適応補間の別の例を説明するための図であ
る。
る。
【図１１】従来の適応補間で誤判別を起こす例を示す図
である。
である。
【図１２】従来の適応補間で誤判別を起こす別の例を示
す図である。
す図である。
【図１３】従来の適応補間で誤判別を起こす別の例を示
す図である。
す図である。
５０１ 撮像素子 ５０２ ホワイトバランス回路 ５０３ 色補間回路 ５０４ 色変換マトリクス回路 ５０５ クロマ抑圧回路 ５０６ クロマローパスフィルタ回路 ５０７，５２０ ガンマ変換回路 ５０８ ＣＧａｉｎＫｎｅｅ回路 ５０９ ＬＣＭＴＸ回路 ５１０ 輝度ノッチ回路 ５１１ 水平バンドパスフィルタ回路 ５１２，５１５ ＰＰＧａｉｎ回路 ５１３，５１６ ベースクリップ回路 ５１４ 垂直バンドパスフィルタ回路 ５１７，５１９ 加算器 ５１８ ＡＰＣＭａｉｎＧａｉｎ回路 ５２１ 輝度修正回路 ５５０ 輝度適応補間回路 ５６０ 相関度検出器 ５７０ Ｇ補間回路 ５８０ Ｒ・Ｂ補間回路 ５９０ 輝度生成器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 敏朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 BA11 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CD06 CE06 CH01 CH09 CH11 DB02 DB06 DB09 DC22 5C065 AA01 BB13 BB19 BB22 CC01 CC02 CC03 DD02 DD17 EE05 EE06 GG06 GG07 GG13
Claims (24)
- 【請求項１】 カラーフィルタを備えた撮像素子から画
像信号を取得して処理する信号処理方法であって、 前記画像信号の垂直方向の垂直相関値及び水平方向の水
平相関値を求める相関演算工程と、 前記垂直相関値と水平相関値とに基づく値を、予め設定
された所定範囲と比較する比較工程と、 前記所定範囲より小さい場合に、第１の補間方法で輝度
信号を補間する第１の補間工程と、 前記所定範囲より大きい場合に、前記第１の補間方法と
は異なる第２の補間方法で輝度信号を補間する第２の補
間工程と、 前記所定範囲内である場合に、前記第１及び第２の補間
方法とは異なる第３の補間方法で輝度信号を補間する第
３の補間工程とを有し、 前記第１乃至第３の補間工程は選択的に実行されること
を特徴とする信号処理方法。 - 【請求項２】 水平相関係数を算出する工程を更に有
し、 前記水平相関係数は、垂直相関値、水平相関値及び所定
の閾値に基づいて算出され、前記第３の補間方法では、
前記水平相関係数を用いて輝度信号を補間することを特
徴とする請求項１に記載の信号処理方法。 - 【請求項３】前記水平相関係数をαとし、垂直相関値を
ＶＤｉｆｆとし、水平相関値をＨＤｉｆｆとし、所定の
閾値をＴｈとした場合に、 α＝（ＶＤｉｆｆ−ＨＤｉｆｆ）／（２×Ｔｈ）＋０．
５ で与えられることを特徴とする請求項２に記載の信号処
理方法。 - 【請求項４】 前記カラーフィルタはベイヤー配列のフ
ィルタであり、前記第１の補間方法では、グリーンフィ
ルタ以外のフィルタに対応する各画素について、上下２
画素の信号値を平均してグリーン信号を算出し、前記第
２の補間方法では、左右２画素の信号値を平均してグリ
ーン信号を算出し、前記第３の補間方法では、左右２画
素の信号値の平均に水平相関係数を乗じた値と、上下２
画素の信号値の平均に１から水平相関係数を減じて得た
値を乗じた値とを加算してグリーン信号を算出すること
を特徴とする請求項２または３に記載の信号処理方法。 - 【請求項５】 前記第１乃至第３の補間方法では、レッ
ドフィルタ以外のフィルタに対応する各画素について、
レッド信号を算出し、ブルーフィルタ以外のフィルタに
対応する各画素について、ブルー信号を算出し、各画素
毎に輝度信号をグリーン信号、レッド信号、ブルー信号
を用いて所定の演算により算出することを特徴とする請
求項４に記載の信号処理方法。 - 【請求項６】 前記垂直相関値と水平相関値とに基づく
値は水平相関係数であることを特徴とする請求項２乃至
５のいずれかに記載の信号処理方法。 - 【請求項７】 前記垂直相関値と水平相関値とに基づく
値は、垂直相関値と水平相関値とを差分することによっ
て得られる値であることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載の信号処理方法。 - 【請求項８】 前記カラーフィルタはベイヤー配列のフ
ィルタであり、垂直相関値は、グリーンフィルタ以外の
フィルタに対応する各画素について、上下２画素の信号
値の差の絶対値であり、水平相関値は、左右２画素の信
号値の差の絶対値であることを特徴とする請求項１乃至
７のいずれかに記載の信号処理方法。 - 【請求項９】 前記相関演算工程では、所定条件に基づ
いて、それぞれ異なる第１の相関値演算方法と、第２の
相関値演算方法とを選択的に実行することを特徴とする
請求項１乃至８のいずれかに記載の信号処理方法。 - 【請求項１０】 前記カラーフィルタはベイヤー配列の
フィルタであり、グリーンフィルタ以外のフィルタに対
応するグリーン信号補間の対象画素をＰｉｊとし、ｉを
画素アレイの行、ｊを画素アレイの列とした場合に、水
平相関値をＨＤｉｆｆ、垂直相関値をＶＤｉｆｆとする
と、前記第１の相関値演算方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|+|P(i, j-2)+P
(i, j+2)-2×P(i, j)| 、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)|+|P(i, j)+P
(i+2, j)-2×P(i, j)| により演算を行い、前記第２の相関値演算方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)| により演算を行うことを特徴とする請求項９に記載の信
号処理方法。 - 【請求項１１】 前記所定条件は、輝度信号を補間する
対象画素であることであり、所定条件を満たす場合に第
１の相関値演算方法を実行し、所定条件を満たさない場
合には第２の相関演算方法を実行することを特徴とする
請求項１０に記載の信号処理方法。 - 【請求項１２】 カラーフィルタを備えた撮像素子から
画像信号を取得して処理する信号処理装置であって、 前記画像信号の垂直方向の垂直相関値及び水平方向の水
平相関値を求める相関演算手段と、 前記垂直相関値と水平相関値とに基づく値を、予め設定
された所定範囲と比較する比較手段と、 前記所定範囲より小さい場合に、第１の補間方法で輝度
信号を補間する第１の補間手段と、 前記所定範囲より大きい場合に、前記第１の補間方法と
は異なる第２の補間方法で輝度信号を補間する第２の補
間手段と、 前記所定範囲内である場合に、前記第１及び第２の補間
方法とは異なる第３の補間方法で輝度信号を補間する第
３の補間手段と、 前記比較手段による比較結果に基づいて、前記第１乃至
第３の補間手段を選択する選択手段とを有することを特
徴とする信号処理装置。 - 【請求項１３】 水平相関係数を算出する手段を更に有
し、 前記水平相関係数は、垂直相関値、水平相関値及び所定
の閾値に基づいて算出され、前記第３の補間方法では、
前記水平相関係数αを用いて輝度信号を補間することを
特徴とする請求項１２に記載の信号処理装置。 - 【請求項１４】 前記水平相関係数をαとし、垂直相関
値をＶＤｉｆｆとし、水平相関値をＨＤｉｆｆとし、所
定の閾値をＴｈとした場合に、 α＝（ＶＤｉｆｆ−ＨＤｉｆｆ）／（２×Ｔｈ）＋０．
５ で与えられることを特徴とする請求項１３に記載の信号
処理装置。 - 【請求項１５】 前記カラーフィルタはベイヤー配列の
フィルタであり、前記第１の補間方法では、グリーンフ
ィルタ以外のフィルタに対応する各画素について、上下
２画素の信号値を平均してグリーン信号を算出し、前記
第２の補間方法では、左右２画素の信号値を平均してグ
リーン信号を算出し、前記第３の補間方法では、左右２
画素の信号値の平均に水平相関係数を乗じた値と、上下
２画素の信号値の平均に１から水平相関係数を減じて得
た値を乗じた値とを加算してグリーン信号を算出するこ
とを特徴とする請求項１３または１４に記載の信号処理
装置。 - 【請求項１６】 前記第１乃至第３の補間方法では、レ
ッドフィルタ以外のフィルタに対応する各画素につい
て、レッド信号を算出し、ブルーフィルタ以外のフィル
タに対応する各画素について、ブルー信号を算出し、各
画素毎に輝度信号をグリーン信号、レッド信号、ブルー
信号を用いて所定の演算により算出することを特徴とす
る請求項１５に記載の信号処理装置。 - 【請求項１７】 前記垂直相関値と水平相関値とに基づ
く値は水平相関係数であることを特徴とする請求項１３
乃至１６のいずれかに記載の信号処理装置。 - 【請求項１８】 前記垂直相関値と水平相関値とに基づ
く値は、垂直相関値と水平相関値とを差分することによ
って得られる値であることを特徴とする請求項１２乃至
１６のいずれかに記載の信号処理装置。 - 【請求項１９】 前記カラーフィルタはベイヤー配列の
フィルタであり、垂直相関値は、グリーンフィルタ以外
のフィルタに対応する各画素について、上下２画素の信
号値の差の絶対値であり、水平相関値は、左右２画素の
信号値の差の絶対値であることを特徴とする請求項１２
乃至１８のいずれかに記載の信号処理装置。 - 【請求項２０】 前記相関演算手段は、所定条件に基づ
いて、それぞれ異なる第１の相関値演算方法と、第２の
相関値演算方法とを選択的に実行することを特徴とする
請求項１２乃至１９のいずれかに記載の信号処理装置。 - 【請求項２１】 前記カラーフィルタはベイヤー配列の
フィルタであり、グリーンフィルタ以外のフィルタに対
応するグリーン信号補間の対象画素をＰｉｊとし、ｉを
画素アレイの行、ｊを画素アレイの列とした場合に、水
平相関値をＨＤｉｆｆ、垂直相関値をＶＤｉｆｆとする
と、前記第１の相関値演算方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|+|P(i, j-2)+P
(i, j+2)-2×P(i, j)| 、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)|+|P(i, j)+P
(i+2, j)-2×P(i, j)| により演算を行い、前記第２の相関値演算方法では、 ＨＤｉｆｆ＝|P(i, j-1)-P(i, j+1)|、 ＶＤｉｆｆ＝|P(i-1, j)-P(i+1, j)| により演算を行うことを特徴とする請求項２０に記載の
信号処理装置。 - 【請求項２２】 前記所定条件は、輝度信号を補間する
対象画素であることであり、所定条件を満たす場合に第
１の相関値演算方法を実行し、所定条件を満たさない場
合には第２の相関演算方法を実行することを特徴とする
請求項２１に記載の信号処理装置。 - 【請求項２３】 請求項１乃至１１のいずれかに記載の
信号処理方法を実現するためのプログラムコードを保持
する記憶媒体。 - 【請求項２４】 コンピュータ装置が実行可能なプログ
ラムを格納した記憶媒体であって、前記プログラムを実
行したコンピュータ装置を、請求項１２乃至２２のいず
れかに記載の信号処理装置として機能させることを特徴
とする記憶媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000140810A JP4702912B2 (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 信号処理方法及び信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000140810A JP4702912B2 (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 信号処理方法及び信号処理装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001320720A true JP2001320720A (ja) | 2001-11-16 |
| JP2001320720A5 JP2001320720A5 (ja) | 2007-06-28 |
| JP4702912B2 JP4702912B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=18648035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000140810A Expired - Fee Related JP4702912B2 (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 信号処理方法及び信号処理装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4702912B2 (ja) |
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- 2000-05-12 JP JP2000140810A patent/JP4702912B2/ja not_active Expired - Fee Related
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