JP2002064831A

JP2002064831A - 単板式カラーカメラの色分離回路

Info

Publication number: JP2002064831A
Application number: JP2000246488A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Murata; 治彦村田; Yukio Mori; 幸夫森; Akihiro Maenaka; 章弘前中
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-08-15
Filing date: 2000-08-15
Publication date: 2002-02-28
Also published as: EP1182891A2; EP1182891A3; US20020041332A1

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、より精度の高い相関値を算出す
ることができ、偽色信号の発生を防止できるとともに色
再現性の向上が図れる単板式カラーカメラの色分離回路
を提供することを目的とする。【解決手段】単板式カラーカメラの色分離回路におい
て、相関値検出手段の前段に色フィルタ毎の利得を調整
する利得調整手段が設けられており、相関値検出手段
は、利得調整手段を介して入力される上記処理対象画素
を中心とするＭ×Ｎ画素の大きさのブロック内の全ての
画素信号に基づいて、上記処理対象画素を中心とする複
数種類の方向のうち相関の強い方向を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像デバイ
スを利用した単板式カラービデオカメラの色分離回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ等の固体撮像デバイスを利用した
単板式カラーカメラでは、固体撮像デバイスの各画素に
対応して特定の色（例えばＲ、Ｇ、Ｂの３色のうちのど
れか一つ）の色フィルタが設けられている。そして、特
定の色に対応した固体撮像デバイスの各画素からの信号
を処理して、色分離を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号映像信号
を作成している。

【０００３】従来、カラーカメラにおける色分離とは、
ＣＣＤ信号から輝度信号と色信号とを分離、生成する処
理を表したが、現在ではＣＣＤ信号から全画素位置のＲ
ＧＢ信号を生成する処理を表すことが多くなった。この
ことから、ＣＣＤ信号からの色分離を、色信号補間や画
素補間と呼ばれることも多くなっている。

【０００４】図１３は、従来の色分離処理を示してい
る。

【０００５】例えば、図１３の（ｂ）に示すように、
Ｇ、Ｒ、Ｇ、Ｒ…と水平方向にＧとＲのフィルタが交互
に配置されている場合を考える。このような場合には、
例えば、Ｒのフィルタが配されている画素からは、Ｇの
信号は得られないため、この画素に対応するＧ信号を隣
接する画素からの信号で補間することにより求める。つ
まり、図１３の（ｂ）の１番目のＧ画素からの信号と３
番目のＧ画素からの信号の平均を計算することにより、
２番目のＲ画素に対応するＧ信号を得ることができる。
この方法はよく知られているように、水平方向の相関性
を利用したものである。

【０００６】しかしながら、このような単純な補間方法
では、画面において、白と黒の部分が隣接するような境
界部（エッジ部）に、偽色信号が発生することが知られ
ている。まず、この偽色信号の発生について、簡単に説
明する。

【０００７】図１３の（ｂ）に示すフィルタ配列の固体
撮像デバイスに対して、図１３の（ａ）に示す様な白か
ら黒に急激に変化する画像の光が与えられているとす
る。このとき、各画素からの信号出力値が、図１３の
（ｃ）に示すような値であると仮定する。すなわち、白
の部分に対応する各画素からの信号出力値はすべて１．
０であり、黒の部分に対応する各画素からの信号出力値
はすべて０である。

【０００８】Ｒのフィルタが配されている画素に対する
Ｇ信号およびＧのフィルタが配されている画素に対する
Ｒ信号を、上述した補間方法で補間すると、補間処理後
のＧ信号及びＲ信号は、図１３の（ｄ）、（ｅ）に示す
ようになる。すなわち、白と黒との境界部分において、
偽色信号が発生していることがわかる。Ｒのフィルタが
配されている画素に対する最適なＧ信号およびＧのフィ
ルタが配されている画素に対する最適なＲ信号は、図１
３の（ｆ）、（ｇ）に示すようにならなければならな
い。

【０００９】このような、偽色信号の発生を回避するた
めの対策としては、光学的なローパスフィルタや電気的
なローパスフィルタを利用して偽色信号を目だちにくく
する方法や、上記の様な境界部分（エッジ部）での色信
号を抑圧する方法が考えられてきた（例えば、後者につ
いては、本出願人の平成４年特許願第８３６１号があ
る）。

【００１０】しかしながら、光学的なローパスフィルタ
を単純に利用する方法では、偽色信号のレベルを下げる
ことはできるが、そのレベル低下とともに固体撮像素子
から得られる信号自体の周波数特性も低下させてしま
い、得られる信号の解像度自体が低下してしまう。電気
的なローパスフィルタを利用する方法では、偽色信号の
レベルを下げることはできるが、かえって偽色信号が発
生する領域が拡大されてしまうので、完全な解決とはな
らない。また、境界部分で色信号の抑圧を行なう方法で
は、本来あるべき色信号までも抑圧されてしまい、境界
部分での色がなくなるおそれがある。

【００１１】そこで、本発明者らは、任意の処理対象画
素における複数の色信号成分を生成するための補間手段
として、水平方向の相関が強い場合に適した第１補間処
理手段と、垂直方向の相関が強い場合に適した第２補間
処理手段とを設けるとともに、処理対象画素における水
平方向の相関値を算出する第１相関値算出手段と、処理
対象画素における垂直方向の相関値を算出する第２相関
値算出手段を設け、各相関値算出手段の算出結果に応じ
て、第１補間処理手段によって求められた補間値と第２
補間処理手段によって求められた補間値とを加重加算す
ることによって処理対象画素に対する複数の色成分を求
めるといった色分離方法を既に開発している（特許公報
第２９３１５２０号参照）。

【００１２】この公報に記載されている第１の実施例で
は、各相関値算出手段は、Ｇのフィルタが配されている
画素からの信号出力値のみを用いて、相関値を算出して
いる。しかしながら、Ｇのフィルタが配されている画素
数は、全体の１／２しかないため、Ｇのフィルタが配さ
れている画素からの信号出力値のみを用いて相関値を算
出しようとすると正確な相関値が算出できない場合があ
る。

【００１３】そこで、すべての画素からの信号出力値を
用いて相関値を算出することが考えられる。このように
すると、モノクロ画像または色レベルの低い画像の場合
には、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタが配されている各画素から
の信号出力値を輝度と見做せるため、正確な相関値を算
出することができる。しかしながら、色レベルが高いと
きには、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタが配されている各画素か
らの信号出力値を輝度と見做せないため、正確な相関値
を算出することができなくなる。

【００１４】そこで、上記公報に記載されている第３の
実施例では、色レベルが低い場合にはすべての画素から
の信号出力値を用いて算出された相関値が採用され、色
レベルが高い場合にはＧのフィルタが配されている画素
からの信号出力値のみを用いて算出された相関値が採用
されるように、色レベルに応じて両相関値を加重加算す
ることによって相関値を求めるようにしている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、より精度
の高い相関値を算出することができ、偽色信号の発生を
防止できるとともに色再現性の向上が図れる単板式カラ
ーカメラの色分離回路を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明による第１の単
板式カラーカメラの色分離回路は、各画素に対応して、
分光感度特性の異なる複数種類の色フィルタが配置され
た固体撮像デバイスからの信号に対して色分離処理を行
なう単板式カラーカメラの色分離回路であって、任意の
処理対象画素における複数の色信号成分であってかつ上
記処理対象画素を中心とする複数種類の方向毎に各方向
の相関が強い場合に適した色信号成分を、当該処理対象
画素およびその周囲の画素の色信号成分からそれぞれ生
成する複数種類の補間処理手段、上記処理対象画素およ
びその周囲の画素の色信号成分に基づいて、上記処理対
象画素を中心とする複数種類の方向のうち相関の強い方
向を検出する相関値検出手段、ならびに相関値検出手段
によって検出された相関の強い方向と、各補間処理手段
によって生成された各色信号成分とに基づいて、上記処
理対象画素における複数の色信号成分を求める手段を備
えている単板式カラーカメラの色分離回路において、相
関値検出手段の前段に色フィルタ毎の利得を調整する利
得調整手段が設けられており、相関値検出手段は、利得
調整手段を介して入力される上記処理対象画素を中心と
するＭ×Ｎ画素の大きさのブロック内の全ての画素信号
に基づいて、上記処理対象画素を中心とする複数種類の
方向のうち相関の強い方向を検出することを特徴とす
る。

【００１７】利得調整手段としては、たとえば、画面全
体から得た色情報に基づいて利得調整を行なうものが用
いられる。この場合には、各補間手段としては、利得調
整手段によって利得調整処理が行なわれた後の、上記処
理対象画素およびその周囲の画素の色信号成分に基づい
て、上記処理対象画素における複数の色信号成分を算出
するものを用いてもよい。

【００１８】利得調整手段として、画面を複数のエリア
に分割し、各エリア毎の色信号の積算結果に基づいて色
フィルタ毎の利得を調整するものを用いてもよい。

【００１９】この発明による第２の単板式カラーカメラ
の色分離回路は、各画素に対応して、分光感度特性の異
なる複数種類の色フィルタが配置された固体撮像デバイ
スからの信号に対して色分離処理を行なう単板式カラー
カメラの色分離回路であって、任意の処理対象画素にお
ける複数の色信号成分であってかつ上記処理対象画素に
おける水平方向の相関が強い場合に適した色信号成分
を、上記処理対象画素およびその周囲の画素の色信号成
分から生成する第１の補間処理手段、上記処理対象画素
における複数の色信号成分であってかつ当該処理対象画
素における垂直方向の相関が強い場合に適した色信号成
分を、当該処理対象画素およびその周囲の画素の色信号
成分から生成する第２の補間処理手段、上記処理対象画
素およびその周囲の画素の色信号成分に基づいて、上記
処理対象画素における水平方向及び垂直方向の相関値を
算出する相関値算出手段、ならびに相関値算出手段によ
って算出された水平方向及び垂直方向の相関値に応じ
て、第１の補間処理手段によって生成された各色信号成
分と、第２の補間処理手段によって生成された各色信号
成分とを加重加算することによって、上記処理対象画素
における複数の色信号成分を求める加重加算手段を備え
ている単板式カラーカメラの色分離回路において、相関
値算出手段の前段に色フィルタ毎の利得を調整する利得
調整手段が設けられており、相関値算出手段は、利得調
整手段を介して入力される上記処理対象画素を中心とす
るＭ×Ｎ画素の大きさのブロック内の全ての画素信号に
基づいて、上記処理対象画素における水平方向及び垂直
方向の相関値を算出することを特徴とする。

【００２０】利得調整手段としては、たとえば、画面全
体から得た色情報に基づいて利得調整を行なうものが用
いられる。この場合には、第１の補間手段および第２の
補間手段としては、利得調整手段によって利得調整処理
が行なわれた後の、上記処理対象画素およびその周囲の
画素の色信号成分に基づいて、上記処理対象画素におけ
る複数の色信号成分を算出するものを用いてもよい。

【００２１】利得調整手段として、画面を複数のエリア
に分割し、各エリア毎の色信号の積算結果に基づいて色
フィルタ毎の利得を調整するものを用いてもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１２に基づいて、
この発明の実施の形態について説明する。

【００２３】〔１〕本発明の考え方についての説明本発明においても、従来技術の説明で挙げた特許公報
（第２９３１５２０号）に記載された発明と同様に、基
本的には、画像の相関性を利用して、ＣＣＤ上の処理対
象画素の信号と処理対象画素の周辺の画素の信号との相
関方向を検出し、検出した相関方向に適した補間処理方
法で色信号（ＲＧＢ信号）を生成する。

【００２４】ただし、本発明では、色レベルにかかわら
ず、全ての画素からの信号出力値に基づいて相関値を算
出する点が従来例と異なっている。上述したように、全
ての画素からの信号出力値に基づいて相関値を算出する
場合には、色レベルが高いときには正確な相関値を算出
することができなくなるので、色フィルタ毎に利得調整
を施した後の信号を用いて、相関値を算出するようにし
たことが特徴である。

【００２５】すなわち、相関値を算出する回路（相関値
算出手段）の前段に色フィルタ毎の利得調整回路を設け
ることが特徴である。利得調整回路としては、画面全体
で一様な利得調整を行なうもの（１画面単位で最適な利
得を算出して利得調整を行なうもの）と、画面を複数の
エリアに分割して各エリア毎に最適な利得を算出して利
得調整を行なうものとを用いることができる。

【００２６】画面を複数のエリアに分割して各エリア毎
に最適な利得を算出して利得調整を行なう方が、１画面
単位で最適な利得を算出して利得調整を行なう場合に比
べて、部分的に色つきがある映像に対して、相関値算出
精度が向上するといった利点がある。

【００２７】一般にカラーカメラにおいては、ＣＣＤ信
号に対しては、色分離処理の後で画面全体の色情報に基
づいてホワイトバランス処理が行なわれる。そこで、相
関値の算出精度を高めるための利得調整回路として、１
画面単位で利得調整を行なうものを用いる場合には、色
分離のための補間手段の前段に利得調整回路を設け、利
得調整回路の出力を、補間手段と相関値算出手段とに送
るようにすれば、色分離処理の後においてホワイトバラ
ンス処理を省略することができる。

【００２８】これに対して、相関値の算出精度を高める
ための利得調整回路として、画面を複数のエリアに分割
して各エリア毎に最適な利得を算出して利得調整を行な
うものを用いる場合には、補間手段には当該利得調整が
行なわれる前の信号を入力させる必要があるため、色分
離処理の後でホワイトバランス処理を行なう必要があ
る。

【００２９】以下、次の４つの種類の実施の形態につい
て説明する。

【００３０】（１）第１の実施の形態；相関値の算出精
度を高めるための色フィルタ毎の利得調整回路として、
１画面単位で色フィルタ毎の利得調整を行なうものを用
い、かつＣＣＤとして２ライン同時読み出しＣＣＤを用
いた場合

【００３１】（２）第２の実施の形態；相関値の算出精
度を高めるための色フィルタ毎の利得調整回路として、
１画面単位で色フィルタ毎の利得調整を行なうものを用
い、かつＣＣＤとして全画素独立読み出しＣＣＤ（プロ
グレッシブスキャンＣＣＤ）を用いた場合

【００３２】（３）第３の実施の形態；相関値の算出精
度を高めるための色フィルタ毎の利得調整回路として、
画面を複数のエリアに分割して各エリア単位で色フィル
タ毎の利得調整を行なうものを用い、かつＣＣＤとして
２ライン同時読み出しＣＣＤを用いた場合

【００３３】（４）第４の実施の形態；相関値の算出精
度を高めるための色フィルタ毎の利得調整回路として、
画面を複数のエリアに分割して各エリア単位で色フィル
タ毎の利得調整を行なうものを用い、かつＣＣＤとして
全画素独立読み出しＣＣＤを用いた場合

【００３４】〔２〕第１の実施の形態の説明相関値の算出精度を高めるための色フィルタ毎の利得調
整回路として、１画面単位で色フィルタ毎の利得調整を
行なうものを用い、かつＣＣＤとして２ライン同時読み
出しＣＣＤを用いた場合の実施の形態について説明す
る。

【００３５】図１は、ＣＣＤおよび色分離回路の構成を
示している。ＣＣＤ１には、撮像部２と水平転送部７、
８が設けられている。

【００３６】図２は、ＣＣＤ１の構成とその駆動回路と
を示している。撮像部２は、光電変換を行なうフォトダ
イオード４、４、４…と、垂直転送ＣＣＤ５、５、５…
によって構成されている。各フォトダイオード４、４、
４は、Ｒ、Ｇ、Ｂで示される配列の色フィルタを備えて
いる。垂直転送ＣＣＤ５はＣＣＤ外部の垂直駆動回路６
によって駆動される。

【００３７】水平転送部は、第１水平転送ＣＣＤ７及び
第２水平転送ＣＣＤ８によるデュアルチャンネル構造に
なっており、２ラインの信号が同時に得られるようにな
っている。水平転送部７、８は、ＣＣＤ外部の水平駆動
回路９によって駆動される。

【００３８】水平転送部７、８からの信号は、それぞ
れ、ＣＤＳ１０、１１（相関２重サンプリング回路）お
よびＡＧＣ１２、１３（自動利得制御回路）で処理され
た後、Ａ／Ｄ変換回路１４、１５でデジタル信号に変換
される。

【００３９】一方のＡ／Ｄ変換回路１４から出力された
信号Ｄ０は、選択回路１８内の第１の選択回路１９に送
られるとともに、第１の１Ｈ遅延回路１６に送られる。
他方のＡ／Ｄ変換回路１５から出力された信号Ｄ１は、
選択回路１８内の第１および第２の選択回路１９、２０
に送られるとともに、第２の１Ｈ遅延回路１７に送られ
る。

【００４０】各１Ｈ遅延回路１６、１７は、入力信号の
１Ｈ（１水平期間）分を記憶することができるメモリで
あり、各１Ｈ遅延回路１６、１７からは、入力信号が１
Ｈ遅延された信号が出力される。なお、この１Ｈ遅延回
路への信号書き込みと読み出しは、ＣＣＤ１の水平転送
と同期して行われる。このため、ＣＣＤ１の動作を制御
するタイミング発生回路７１と同期信号発生回路７０と
は同期して動作する。

【００４１】タイミング発生回路７１からは、ＣＣＤを
駆動するためのタイミングパルス、奇数画素／偶数画素
識別信号およびクロック信号が出力されている。また、
同期信号発生回路７０からは、ＨＤ（水平同期信号）、
ＶＤ（垂直同期信号）およびフィールド識別信号が出力
されている。同期信号発生回路７０からの出力信号によ
って、他の回路部分の動作が制御される。なお、第２の
実施の形態および第４の実施の形態においては、奇数ラ
イン／偶数ライン識別信号が、タイミング発生回路７１
から出力され、同期信号発生回路７０から出力されるフ
ィールド識別信号に代わって、選択回路１０８が制御さ
れる（図８、図１２参照）。

【００４２】第１の１Ｈ遅延回路１６の出力Ｄ２は、選
択回路１８内の第２および第３の選択回路２０、２１に
送られる。第２の１Ｈ遅延回路１７の出力Ｄ３は、選択
回路１８内の第３の選択回路２１に送られる。

【００４３】選択回路１８は、４ライン分のデジタル信
号から、奇数フィールドか偶数フィールドかに応じて３
ライン分のデジタル信号を選択して出力する。選択回路
１８内の選択回路１９、２０、２１の制御は、同期信号
発生回路７０から出力されるフィールドの種類を表すフ
ィールド識別信号に基づいて行われる。

【００４４】つまり、奇数フィールドではＤ１、Ｄ２、
Ｄ３の信号が選択され、偶数フィールドでは、Ｄ０、Ｄ
１、Ｄ２の信号が選択される。さらに具体的に説明する
とフィールド識別信号が奇数フィールドを示していると
き（たとえば、Ｌレベルの信号）、第１の選択回路１９
はＤ１を、第２の選択回路２０はＤ２を、第３の選択回
路２１はＤ３を選択する。逆にフィールド識別信号が偶
数フィールドを示しているとき（たとえばＨレベル）、
第１の選択回路１９はＤ０を、第２の選択回路２０はＤ
１を、第３の選択回路２１はＤ２を選択する。このよう
にして、選択回路１８から、偶数及び奇数フィールドに
対応した３ライン分の信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２が出力され
る。

【００４５】図３は、選択回路１８の動作を示してい
る。

【００４６】図３の信号（ａ）は、奇数フィールドにお
ける水平同期信号（ＨＤ）を示している。信号（ｆ）
は、フィールド識別信号であり、ここでは、奇数フィー
ルドであるため、Ｌレベルとなっている。

【００４７】図３の信号（ｂ）〜（ｅ）は奇数フィール
ドでの選択回路１８への入力信号Ｄ３、Ｄ２、Ｄ１、Ｄ
０を示している。入力画像のフィールドが奇数フィール
ドである場合には、信号Ｄ３、Ｄ２、Ｄ１が、信号Ｌ
２、Ｌ１、Ｌ０として選択回路１８から出力されてい
る。

【００４８】奇数フィールドにおいては、第４ライン目
がＤ０として入力された場合には、Ｄ３は第１ライン
目、Ｄ２は第２ライン目、Ｄ１は第３ライン目およびＤ
０は第４ラインとなり、第１ライン、第２ラインおよび
第３ラインの信号が選択される。その次には、Ｄ３は第
３ライン目、Ｄ２は第４ライン目、Ｄ１は第５ライン目
およびＤ０は第６ライン目となり、第３ライン、第４ラ
インおよび第５ラインの信号が選択される。

【００４９】図３の信号（ｇ）は、偶数フィールドにお
ける水平同期信号（ＨＤ）を示している。信号（ｌ）
は、フィールド識別信号であり、ここでは、偶数フィー
ルドであるため、Ｈレベルとなっている。

【００５０】図３の信号（ｈ）〜（ｋ）は偶数フィール
ドでの選択回路１８への入力信号Ｄ３、Ｄ２、Ｄ１、Ｄ
０を示している。入力画像のフィールドが偶数フィール
ドである場合には、信号Ｄ２、Ｄ１、Ｄ０が、信号Ｌ
２、Ｌ１、Ｌ０として選択回路１８から出力されてい
る。

【００５１】偶数フィールドにおいては、第４ライン目
がＤ０として入力された場合には、Ｄ３は第１ライン
目、Ｄ２は第２ライン目、Ｄ１は第３ライン目およびＤ
０は第４ラインとなり、第２ライン、第３ラインおよび
第４ラインの信号が選択される。その次には、Ｄ３は第
３ライン目、Ｄ２は第４ライン目、Ｄ１は第５ライン目
およびＤ０は第６ライン目となり、第４ライン、第５ラ
インおよび第６ラインの信号が選択される。

【００５２】選択回路１８の出力Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２は、
それぞれ、乗算器１０１、１０２、１０３に送られる。
各乗算器１０１、１０２、１０３は、ＲＧＢ積算回路１
０４、マイコン１０５、３つの選択回路１０６、１０
７、１０８とともに、色フィルタ毎の利得を制御する利
得調整回路を構成している。この例では、利得調整回路
は画面全体から得た色情報に基づいて１画面単位で色フ
ィルタ毎の利得調整を行なうものが用いられているの
で、利得調整回路はホワイトバランス処理回路を兼用し
ている。

【００５３】つまり、選択回路１８の出力Ｌ０、Ｌ１、
Ｌ２に対しては、利得調整回路によって１画面単位で色
フィルタ毎の利得調整が行なわれる。言い換えれば、１
画面内のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの積算値が一定値となるよ
うに、選択回路１８の出力Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２には、乗算
器１０１、１０２、１０３によってゲインがかけられ
る。利得調整回路の詳細については、後述する。なお、
ここでは、１画面単位で色フィルタ毎の利得調整（ホワ
イトバランス処理）を行なうための乗算器としてデジタ
ル乗算器１０１、１０２、１０３が用いられているが、
ＡＧＣ回路１２、１３がＲＧＢ毎にゲインコントロール
を行なえるものである場合には、ＡＧＣ回路１２、１３
を利用してホワイトバランス処理を行なうことも可能で
ある。

【００５４】各乗算器１０１、１０２、１０３の出力Ｌ
０’、Ｌ１’、Ｌ２’は、補間処理手段２２および相関
値算出手段２３に供給される。

【００５５】補間処理手段２２には、水平補間回路２
４、垂直補間回路２５が設けられている。水平補間回路
２４は、３ライン分のＣＣＤ１からの出力信号に基づい
て、水平方向の相関が強い場合に適した補間処理を行な
って、各画素に対して３つの色信号Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈを
生成する。垂直補間回路２５は、３ライン分のＣＣＤ１
からの出力信号に基づいて、垂直方向の相関が強い場合
に適した補間処理を行なって、各画素に対して３つの色
信号ＧｖＲｖＢｖを生成する。

【００５６】ここで、水平方向の相関が強い場合とは、
細かい横縞の画像のように、水平方向の相関が強く、垂
直方向の相関がほとんどない場合である。また、垂直方
向の相関が強い場合とは、細かい縦縞の画像のように、
垂直方向の相関が強く、水平方向の相関がほとんどない
場合である。各補間回路２４、２５の詳細については、
後述する。

【００５７】相関値算出手段２３には、水平方向相関値
算出回路２８と垂直方向相関値算出回路２９が設けられ
ている。水平方向相関値算出回路２８は、水平方向の微
分信号（たとえば、水平方向の二次微分信号の絶対値）
に基づいて水平方向の相関値Ｓｈを算出する。垂直方向
相関値算出回路２９は、垂直方向の微分信号（たとえ
ば、垂直方向の二次微分信号の絶対値）に基づいて垂直
方向の相関値Ｓｖを算出する。各相関値算出回路２８、
２９の詳細については、後述する。

【００５８】水平方向の相関値Ｓｈと垂直方向の相関値
Ｓｖとは、係数算出手段２６に与えられる。係数算出手
段２６では、両相関値Ｓｈ、Ｓｖに基づいて、水平方向
に対する加重係数Ｋｈと、垂直方向に対する加重係数Ｋ
ｖとを算出する。加重係数Ｋｈ、Ｋｖは、加重加算手段
２７に供給される。

【００５９】水平補間回路２４から出力される色信号Ｇ
ｈ、Ｒｈ、Ｂｈと、垂直補間回路２５から出力されるＧ
ｖ、Ｒｖ、Ｂｖは、加重加算手段２７に供給される。加
重加算手段２７は、係数Ｋｈを色信号Ｇｈ、Ｒｈ、Ｂｈ
に乗算し、係数Ｋｖを色信号Ｇｖ、Ｒｖ、Ｂｖに乗算
し、同じ色どうし（ＧｈとＧｖ、ＲｈとＲｖ、ＢｈとＢ
ｖ）の係数乗算結果を加算して、最終的な色信号Ｇｏ、
Ｒｏ、Ｂｏとして出力する。

【００６０】すなわち、水平方向及び垂直方向の相関値
に基づき、色信号を分離するための補間処理が制御され
ることになる。

【００６１】〔２−１〕色フィルタ毎の利得調整回路
（ホワイトバランス処理回路）の説明

【００６２】ＲＧＢ積算回路１０４は、選択回路１８の
出力信号Ｌ０およびＬ１に基づいて１フィールド毎に、
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値を算出する。ＲＧＢ積算回路
１０４によって算出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値
は、マイクロコンピュータ（マイコン）１０５に送られ
る。

【００６３】マイコン１０５は、ＲＧＢ積算回路１０４
から送られてきたＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値に基づい
て、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値が一定値となるように、
１フィールド毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対するゲイン
を算出して出力する。

【００６４】なお、マイコン１０５は、ＲＧＢ積算回路
１０４から最新に送られてきたＲ、Ｇ、Ｂ信号と、ＲＧ
Ｂ積算回路１０４から過去に送られてきているＲ、Ｇ、
Ｂ信号毎の積算値とに基づいて、１フィールド分のＲ、
Ｇ、Ｂ信号毎の積算値を算出し、算出したＲ、Ｇ、Ｂ信
号毎の積算値が一定値となるように、１フィールド毎
に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対するゲインを算出して出力
するようにしてもよい。

【００６５】ところで、ＣＣＤ１として、２ライン同時
読み出しＣＣＤを用いた第１の実施の形態では、選択回
路１８から出力される各信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２がＲ、
Ｇ、Ｂ信号のいずれであるかは、フィールドの種類が奇
数フィールドであるか偶数フィールドであるかと、各信
号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が水平ライン上で奇
数番目にあるか偶数番目にあるかとによって決まる。

【００６６】つまり、図３に示すように、フィールドの
種類が奇数フィールドであり、かつ各信号Ｌ０、Ｌ１、
Ｌ２に対応する画素が水平ライン上で奇数番目にある場
合には、信号Ｌ０とＬ２とはＧ信号となり、信号Ｌ１は
Ｂ信号となる。フィールドの種類が奇数フィールドであ
り、各信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が水平ライ
ン上で偶数番目にある場合には、信号Ｌ０とＬ２とはＲ
信号となり、信号Ｌ１はＧ信号となる。

【００６７】また、フィールドの種類が偶数フィールド
であり、かつ各信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が
水平ライン上で奇数番目にある場合には、信号Ｌ０とＬ
２とはＢ信号となり、信号Ｌ１はＧ信号となる。フィー
ルドの種類が偶数フィールドであり、各信号Ｌ０、Ｌ
１、Ｌ２に対応する画素が水平ライン上で偶数番目にあ
る場合には、信号Ｌ０とＬ２とはＧ信号となり、信号Ｌ
１はＲ信号となる。

【００６８】そこで、３つの選択回路１０６、１０７、
１０８は、フィールドの種類が奇数フィールドであるか
偶数フィールドであるかを識別するフィールド識別信号
と、各信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が水平ライ
ン上で奇数番目にあるか偶数番目にあるかを識別する奇
数画素／偶数画素識別信号とに基づいて、ＲゲインがＲ
画素に対応するＲ信号に、ＧゲインがＧ画素に対応する
Ｇ信号に、ＢゲインがＢ画素に対応するＢ信号にそれぞ
れ与えられるように、入力されたゲインを選択制御す
る。

【００６９】つまり、マイコン１０５から出力されたＧ
信号に対するゲイン（Ｇゲイン）は、選択回路１０６と
選択回路１０７とに送られる。マイコン１０５から出力
されたＲ信号に対するゲイン（Ｒゲイン）は、選択回路
１０６に送られる。マイコン１０５から出力されたＢ信
号に対するゲイン（Ｂゲイン）は、選択回路１０７に送
られる。

【００７０】上記各選択回路１０６、１０７には、選択
回路１８から出力される信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２が奇数番
目の画素であるか偶数番目の画素であるかを示す奇数画
素／偶数画素識別信号が、タイミング発生回路７１から
入力されている。

【００７１】奇数画素／偶数画素識別信号が奇数番目を
示している場合には、選択回路１０６はＧゲインを選択
し、選択回路１０７はＢゲインを選択する。奇数画素／
偶数画素識別信号が偶数番目を示している場合には、選
択回路１０６はＲゲインを選択し、選択回路１０７はＧ
ゲインを選択する。両選択回路１０６、１０７の出力
は、選択回路１０８に送られる。選択回路１０８には、
フィールドの種別を表すフィールド識別信号が同期信号
発生回路７０から入力されている。

【００７２】選択回路１０８は、フィールド識別信号が
奇数フィールドである場合には、選択回路１０６の出力
を、信号Ｌ０に対応する乗算器１０１と信号Ｌ２に対応
する乗算器１０３に送るとともに、選択回路１０７の出
力を、信号Ｌ１に対応する乗算器１０２に送る。

【００７３】したがって、フィールドが奇数フィールド
でありかつ信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が奇数
番目の画素である場合には、信号Ｌ０および信号Ｌ２に
Ｇゲインが乗算され、信号Ｌ１にＢゲインが乗算され
る。フィールドが奇数フィールドでありかつ信号Ｌ０、
Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が偶数番目の画素である場合
には、信号Ｌ０および信号Ｌ２にＲゲインが乗算され、
信号Ｌ１にＧゲインが乗算される。

【００７４】フィールド識別信号が偶数フィールドであ
る場合には、選択回路１０８は、選択回路１０７の出力
を、信号Ｌ０に対応する乗算器１０１と信号Ｌ２に対応
する乗算器１０３に送るとともに、選択回路１０６の出
力を、信号Ｌ１に対応する乗算器１０２に送る。

【００７５】したがって、フィールドが偶数フィールド
でありかつ信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が奇数
番目の画素である場合には、信号Ｌ０および信号Ｌ２に
Ｂゲインが乗算され、信号Ｌ１にＧゲインが乗算され
る。フィールドが偶数フィールドでありかつ信号Ｌ０、
Ｌ１、Ｌ２に対応する画素が偶数番目の画素である場合
には、信号Ｌ０および信号Ｌ２にＧゲインが乗算され、
信号Ｌ１にＲゲインが乗算される。

【００７６】これにより、選択回路１８から出力される
信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対して色フィルタ毎の利得調整
処理（ホワイトバランス処理）が施される。

【００７７】〔２−２〕水平補間回路２４および垂直補
間回路２５の説明

【００７８】この実施の形態では、補間処理手段２２
は、３×３画素のブロック内の９個の画素からの信号に
基づいて、ブロックの中央の１画素に対応する３色の色
信号を作成する。

【００７９】水平補間回路２４および垂直補間回路２５
は、基本的には、図４の様なブロックからなるデジタル
処理回路で構成される。図４の３０、３１は、１画素分
が伝送されるに要する時間と等しい遅延時間を備えた遅
延手段であり、３２は演算手段である。

【００８０】すなわち、乗算器１０１、１０２、１０３
から出力される信号Ｌ０’、Ｌ１’、Ｌ２’は、遅延手
段３０、３１に入力されることにより、９画素分の信号
が同時に演算手段３２に与えられることになる。そし
て、演算手段３２によって補間処理が行われる。通常
は、色分離処理の後において、ホワイトバランス処理が
行なわれるが、この実施の形態では、相関値の精度を向
上させるために１画面単位の色フィルタ毎の利得調整
（ホワイトバランス処理）が、補間手段２２の前段で行
なわれているため、色分離処理の後においてホワイトバ
ランス処理は行なわれない。

【００８１】図５は、ＣＣＤ１上の画素の配列と選択さ
れる画素との関係を示す図である。

【００８２】奇数フィールド時には、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３
のラインの信号が選択されるので、奇数番目に処理され
る３×３画素のブロックは図５の（ｂ）に示すようにな
り、偶数番目に処理されるブロックは図５の（ｃ）に示
すようになる。

【００８３】一方、偶数フィールド時には、Ｄ０、Ｄ
１、Ｄ２のライン信号が選択されるので、奇数番目に処
理されるブロックは図５の（ｄ）に示すようになり、偶
数番目に処理される画素は図５の（ｅ）に示すようにな
る。

【００８４】図６は、処理対象ブロックが奇数フィール
ドの奇数番目のブロックまたは偶数番目のブロックであ
る場合に、水平補間回路２４及び垂直補間回路２５によ
って用いられる演算式を示している。

【００８５】以下の説明においては、１画面単位の色フ
ィルタ毎の利得調整処理をホワイトバランス処理という
ことにする。また、ｒikは、画素Ｒikに対するホワイト
バランス処理後の信号値を、ｇikは、画素Ｇikに対する
ホワイトバランス処理後の信号値を、ｂikは、画素Ｂik
に対するホワイトバランス処理後の信号値を、それぞれ
表している。

【００８６】処理対象ブロックが奇数フィールドの奇数
番目のブロックである場合には、水平補間回路２４で
は、次のようにして中央画素（処理対象画素）Ｇ２２に
対するＧｈ、ＢｈおよびＲｈが算出される。

【００８７】つまり、処理対象画素Ｇ２２に対するＧｈ
として処理対象画素Ｇ２２のホワイトバランス処理後の
信号ｇ２２が用いられる。処理対象画素Ｇ２２に対する
Ｂｈは、処理対象画素Ｇ２２を挟む左右の２つの画素Ｂ
２１、Ｂ２３のホワイトバランス処理後の信号ｂ２１、
ｂ２３の平均を算出することによって求められる（水平
方向の相関を利用する）。処理対象画素Ｇ２２に対する
Ｒｈについては、少し複雑となる。すなわち、画素Ｒ１
２の位置におけるＧ信号であるｇ１２をｇ１１とｇ１３
の平均値として計算する（すなわち水平方向の相関を利
用する）。そして、計算で求めたｇ１２と実際に得られ
たｇ２２との比とｒ１２とからＲｈを求めている。

【００８８】これは、輝度の変換に対して色信号の局所
的な変換は小さいためｇ信号とｒ信号またはｂ信号との
比は隣接画素間においてほぼ等しいと考えられるからで
ある。つまり、ｇ１２：ｒ１２＝ｇ２２：ｒ２２と仮定
して、ｒ２２（＝Ｒｈ）を求めている。

【００８９】処理対象ブロックが奇数フィールドの奇数
番目のブロックである場合には、垂直補間回路２５で
は、次のようにして中央の画素に対するＧｖ、Ｂｖおよ
びＲｖが算出される。

【００９０】つまり、処理対象画素Ｇ２２に対するＧｖ
としては、処理対象画素Ｇ２２のホワイトバランス処理
後の信号ｇ２２が用いられる。処理対象画素Ｇ２２に対
するＲｖは、処理対象画素Ｇ２２を挟む上下２つの画素
Ｒ１２、Ｒ３２のホワイトバランス処理後の信号ｒ１
２、ｒ３２の平均を算出することによって求められる
（垂直方向の相関を利用する）。処理対象画素Ｇ２２に
対するＢｖについては、上記のＲｈと同様に求める。す
なわち、画素Ｂ２１におけるＧ信号であるｇ２１をｇ１
１とｇ３１の平均値として計算する（垂直方向の相関を
利用する）。そして、計算で求めたｇ２１とｇ２２との
比と、ｂ２１とからＢｖを計算する。

【００９１】処理対象ブロックが奇数フィールドの偶数
番目のブロックである場合には、水平補間回路２４で
は、次のようにして中央の画素に対するＧｈ、Ｂｈおよ
びＲｈが算出される。

【００９２】つまり、処理対象画素Ｂ２２に対するＢｈ
として、処理対象画素Ｂ２２のホワイトバランス処理後
の信号ｂ２２が用いられる。処理対象画素Ｂ２２に対す
るＧｈは、ｇ２１とｇ２３との平均値を算出することに
よって求められる。処理対象画素Ｂ２２に対するＲｈに
ついては、まず、ｒ１１とｒ１３の平均を求めることに
より、ｒ１２を得、Ｇｈ（＝ｇ２２）とｇ１２との比と
ｒ１２とからＲｈを求める。

【００９３】処理対象ブロックが奇数フィールドの偶数
番目のブロックである場合には、垂直補間回路２５で
は、次のようにして中央の画素に対するＧｖ、Ｂｖおよ
びＲｖが算出される。

【００９４】つまり、処理対象画素Ｂ２２に対するＢｖ
についは、ｂ２２が用いられる。処理対象画素Ｂ２２に
対するＧｖは、ｇ１２とｇ３２との平均値を算出するこ
とによって求められる。処理対象画素Ｂ２２に対するＲ
ｖについては、まず、ｒ１１とｒ３１の平均を求めるこ
とにより、ｒ２１を得、Ｇｈ（＝ｇ２２）とｇ２１との
比とｒ２１とからＲｖを求める。

【００９５】処理対象ブロックが偶数フィールドのブロ
ックである場合にも、図６に示された処理と同様の処理
を行なうことで、Ｒｈ、Ｇｈ、Ｂｈ、Ｒｖ、Ｇｖ、Ｂｖ
の信号を得ることができる。すなわち、処理対象ブロッ
クが偶数フィールドの奇数番目のブロックである場合に
は、その画素配列は、図５の（ｃ）と（ｄ）とから分か
るように、処理対象ブロックが奇数フィールドの偶数番
目のブロックである場合の画素配列においてＲ、Ｂを入
れ換えたものであるから、処理対象ブロックが奇数フィ
ールドの偶数番目のブロックである場合に用いられる演
算式においてｒとｂとを交換すればよい。

【００９６】また、処理対象ブロックが偶数フィールド
の偶数番目のブロックである場合には、その画素配列
は、図５の（ｂ）と（ｅ）とから分かるように、処理対
象ブロックが奇数フィールドの奇数番目のブロックであ
る場合の画素配列においてＲ、Ｂを入れ換えたものであ
るから、処理対象ブロックが奇数フィールドの奇数番目
のブロックである場合に用いられる演算式においてｒと
ｂとを交換すればよい。

【００９７】〔２−３〕水平方向相関値算出回路２８お
よび垂直方向相関値算出回路２９の説明

【００９８】水平方向相関値算出回路２８および垂直方
向相関値算出回路２９は、基本的には、図４の様なブロ
ックからなるデジタル処理回路で構成される。図４の３
０、３１は、１画素分が伝送されるに要する時間と等し
い遅延時間を備えた遅延手段であり、３２は演算手段で
ある。

【００９９】すなわち、ＣＣＤ１における異なる画素の
ラインに対応した信号Ｌ０’、Ｌ１’、Ｌ２’は、遅延
手段３０、３１に入力されることにより、９画素分の信
号が同時に演算手段３２に与えられることになる。そし
て、演算手段３２における演算により、相関値算出処理
が行われる。

【０１００】図７は、水平方向相関値算出回路２８およ
び垂直方向相関値算出回路２９によって用いられる演算
式を示している。

【０１０１】つまり、各相関値算出回路２８、２９は、
３×３画素のブロック（請求項におけるＭ×Ｎ画素の大
きさのブロックに対応している）内の全ての画素Ｄ₁₁〜
Ｄ₃₃のホワイトバランス処理後の信号ｄ₁₁〜ｄ₃₃を用い
て、相関値Ｓｈ、Ｓｖを算出する。水平方向相関値算出
回路２８の演算式は、処理対象ブロックの画素パターン
に係わらず同じである。同様に、垂直方向相関値算出回
路２９の演算式は、処理対象ブロックの画素パターンに
係わらず同じである。

【０１０２】なお、水平方向の相関値Ｓｈの値が小さい
ほど、水平方向の相関が強くなる。同様に、垂直方向の
相関値Ｓｖの値が小さいほど、垂直方向の相関が強くな
る。

【０１０３】〔２−４〕係数算出手段２６の説明

【０１０４】係数算出手段２６は、相関値算出手段２３
の出力Ｓｈ、Ｓｖから水平方向及び垂直方向の係数Ｋ
ｈ、Ｋｖを算出する。

【０１０５】各係数Ｋｈ、Ｋｖは次の数式１により求め
られる。なお、ＫｈとＫｖの間には、Ｋｈ＋Ｋｖ＝１の
関係が成立する。

【０１０６】

【数１】

【０１０７】従って、水平方向の係数Ｋｈは、水平方向
の相関が垂直方向の相関よりも強い場合（ＳｈがＳｖよ
り小さい場合）に大きくなる。また、垂直方向の係数Ｋ
ｖは、垂直方向の相関が水平方向の相関よりも強い場合
（ＳｖがＳｈより小さい場合）に大きい値となる。

【０１０８】以上述べたように、ＣＣＤにおける１画素
に対応するＲ、Ｇ、Ｂの信号成分が、その周囲の画素
（全体で９個）からの出力を利用して計算されるが、こ
のとき、水平方向の相関性が強い場合に適した処理方法
と、垂直方向の相関性が強い場合に適した処理方法の２
つの方法を用いて演算がなされ、その画素付近の水平相
関と垂直相関の強弱に合わせて、上記２つの方法による
演算結果が加重加算されることになる。

【０１０９】〔３〕第２の実施の形態の説明

【０１１０】相関値の算出精度を高めるための色フィル
タ毎の利得調整回路として、１画面単位で色フィルタ毎
の利得調整を行なうものを用い、かつＣＣＤとして全画
素独立読み出しＣＣＤを用いた場合の実施の形態につい
て説明する。

【０１１１】図８は、ＣＣＤおよび色分離回路の構成を
示している。図８において、図１と対応するものには、
同じ符号を付している。

【０１１２】このＣＣＤ１は、全ライン独立読み出しＣ
ＣＤであるため、水平転送部７は１つしか設けられてい
ない。また、それに伴って、ＣＤＳ１０、ＡＧＣ１２お
よびＡ／Ｄ変換回路１４も１つずつしか設けられていな
い。

【０１１３】Ａ／Ｄ変換回路１４から出力された信号Ｌ
０は、乗算器１０１に送られるとともに、第１の１Ｈ遅
延回路１６に送られる。第１の１Ｈ遅延回路１６の出力
信号Ｌ１（Ｌ０に対して１ライン分遅延した信号）は乗
算器１０２に送られるとともに、第２の１Ｈ遅延回路１
７に送られる。第２の１Ｈ遅延回路１７の出力信号Ｌ２
（Ｌ０に対して２ライン分遅延した信号）は、乗算器１
０３に送られる。つまり、３ライン分の信号が、それぞ
れ乗算器１０１、１０２、１０３に送られる。

【０１１４】つまり、各フレームにおいて、第３ライン
目がＬ０として入力された場合には、Ｌ１は第２ライン
目、Ｌ２は第１ライン目となる。その次には、Ｌ０は第
４ライン目、Ｌ１は第３ライン目、Ｌ２は第２ライン目
となる。この実施の形態では、１フレーム毎に全信号が
読み出されるので、奇数フィールドと偶数フィールドと
の区別はない。

【０１１５】したがって、信号Ｌ２（またはＬ０）が、
奇数ライン目でかつそのラインの奇数番目の画素に対応
する信号である場合には、３×３の処理対象ブロックの
画素配列は図５の（ｂ）に示すようになる。また、信号
Ｌ２（またはＬ０）が、奇数ライン目でかつそのライン
の偶数番目の画素に対応する信号である場合には、３×
３の処理対象ブロックの画素配列は図５の（ｃ）に示す
ようになる。

【０１１６】信号Ｌ２（またはＬ０）が、偶数ライン目
でかつそのラインの奇数番目の画素に対応する信号であ
る場合には、３×３の処理対象ブロックの画素配列は図
５の（ｄ）に示すようになる。また、信号Ｌ２（または
Ｌ０）が、偶数ライン目でかつそのラインの偶数番目の
画素に対応する信号である場合には、３×３の処理対象
ブロックの画素配列は図５の（ｅ）に示すようになる。

【０１１７】また、１画面単位で色フィルタ毎の利得を
調整する利得調整回路（ホワイトバランス処理回路）内
のＲＧＢ積算回路１０４は、信号Ｌ１に基づいて１フレ
ーム毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値を算出する。ＲＧ
Ｂ積算回路１０４によって算出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号毎
の積算値は、マイクロコンピュータ（マイコン）１０５
に送られる。

【０１１８】マイコン１０５は、ＲＧＢ積算回路１０４
から送られてきた１フレーム分のＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積
算値に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値が一定値と
なるように、１フレーム毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対
するゲインを算出して出力する。

【０１１９】また、選択回路１０６、１０７の動作は、
第１の実施の形態の選択回路１０６、１０７の動作と同
じである。ただし、選択回路１０８に、制御信号として
フィールド識別信号が入力される代わりに、信号Ｌ２
（またはＬ０）が、奇数ライン目の信号であるか偶数ラ
イン目の信号であるかを識別する奇数ライン／偶数ライ
ン識別信号が入力されている点が異なっている。

【０１２０】奇数ライン／偶数ライン識別信号が奇数ラ
インを表している場合には、選択回路１０８の動作は、
第１の実施の形態においてフィールド識別信号が奇数フ
ィールドを表している場合の動作と同じである。奇数ラ
イン／偶数ライン識別信号が偶数ラインを表している場
合には、選択回路１０８の動作は、第１の実施の形態に
おいてフィールド識別信号が偶数フィールドを表してい
る場合の動作と同じである。

【０１２１】この実施の形態においても、水平補間回路
２４および垂直補間回路２５によって処理されるブロッ
クのタイプは、第１の実施の形態と同様に４タイプ（図
５の（ｂ）〜（ｅ））あり、各タイプのブロックに対す
る処理内容は第１の実施の形態と同じである。また、水
平方向相関値算出回路２８および垂直方向相関値算出回
路２９による処理内容は、第１の実施の形態の水平方向
相関値算出回路２８および垂直方向相関値算出回路２９
による処理内容と同じである。

【０１２２】〔４〕第３の実施の形態の説明

【０１２３】相関値の算出精度を高めるための色フィル
タ毎の利得調整回路として、画面を複数のエリアに分割
して各エリア単位で色フィルタ毎の利得調整を行なうも
のを用い、かつＣＣＤとして２ライン同時読み出しＣＣ
Ｄを用いた場合の実施の形態について説明する。

【０１２４】図９は、ＣＣＤおよび色分離回路の構成を
示している。図９において、図１と対応するものには、
同じ符号を付してある。

【０１２５】第３の実施の形態と第１の実施の形態とを
比較すると、第３の実施の形態では、図１０に示すよう
に、画面を複数のエリアに分割し、各エリア単位で色フ
ィルタ毎の利得調整を行なうようにした点が異なってい
る。

【０１２６】第３の実施の形態では、１画面単位ではな
く、画面を複数のエリアに分割して各エリア単位で色フ
ィルタ毎の利得調整を行なうため、補間手段２２に入力
される信号に対して直接利得調整を施すことはできな
い。

【０１２７】そこで、選択回路１８から出力される信号
Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ２つに分岐し、一方をその
まま補間手段２２に入力させ、他方を乗算器１０１、１
０２、１０３を介して相関値算出手段２３に入力させて
いる。なお、ホワイトバランス処理は、色分離回路の後
段において行なわれる。

【０１２８】以下、相関値算出手段２３の前段において
行なわれる色フィルタ毎の利得調整について説明する。

【０１２９】図１０に示すように、１フィールド内の有
効映像領域Ｅ内に、Ｍ×Ｎの数の積算値算出領域Ｚ₁₁〜
Ｚ_NMを設定する。

【０１３０】エリア別ＲＧＢ積算値算出回路１０４は、
信号Ｌ１、Ｌ０に基づいて、１フレーム毎に、各積算値
算出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM別にＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値を算
出する。エリア別ＲＧＢ積算値算出回路１０４によって
算出された各積算値算出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM別のＲ、Ｇ、Ｂ
信号毎の積算値は、マイクロコンピュータ（マイコン）
１０５に送られる。

【０１３１】マイコン１０５は、エリア別ＲＧＢ積算値
算出回路１０４から送られてきた各積算値算出領域Ｚ₁₁
〜Ｚ_NM別のＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値に基づいて、各積
算値算出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM毎にＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値
が一定値となるように、１フィールド毎に、各積算値算
出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM毎のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに対するゲイ
ン代表値を算出して画素単位ＲＧＢゲイン算出回路１０
９に出力する。

【０１３２】画素単位ＲＧＢゲイン算出回路１０９は、
各積算値算出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM毎のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに
対するゲイン代表値に基づいて、選択回路１８から出力
される信号Ｌ１に対応する画素に対する画素単位のＲ、
Ｇ、Ｂゲインを算出して選択回路１０６、１０７に出力
する。

【０１３３】図１１を用いて、選択回路１８から出力さ
れる信号Ｌ１に対応する画素に対する画素単位のＲ、
Ｇ、Ｂゲインを算出する方法について説明する。

【０１３４】信号Ｌ１に対応する画素に対する画素単位
のＲゲインの算出方法、信号Ｌ１に対応する画素に対す
る画素単位のＧゲインの算出方法、信号Ｌ１に対応する
画素に対する画素単位のＢゲインの算出方法は、すべて
同じなので、信号Ｌ１に対応する画素に対する画素単位
のＲゲインの算出方法について説明する。

【０１３５】図１１には、説明の便宜上、４つの積算値
算出領域Ｚ₁₁、Ｚ₁₂、Ｚ₂₁、Ｚ₂₂のみが示されている。
領域Ｚ₁₁に対して算出されたＲゲイン代表値を、領域Ｚ
₁₁の中央の画素Ａに対するＲゲインとし、ａで表すこと
にする。同様に、領域Ｚ₁₂に対して算出されたＲゲイン
代表値を、領域Ｚ₁₂の中央の画素Ｂに対するＲゲインと
し、ｂで表すことにする。同様に、領域Ｚ₂₁に対して算
出されたＲゲイン代表値を、領域Ｚ₂₁の中央の画素Ｃに
対するＲゲインとし、ｃで表すことにする。同様に、領
域Ｚ₂₂に対して算出されたＲゲイン代表値を領域Ｚ₂₂の
中央の画素Ｄに対するＲゲインとし、ｄで表すことにす
る。

【０１３６】各領域の中央の画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの画素
に対するＲゲインは、ａ、ｂ、ｃ、ｄとなる。信号Ｌ１
に対応する画素が、各領域の中央の画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の画素以外の画素である場合のＲゲインの求め方につい
て説明する。

【０１３７】信号Ｌ１に対応する画素が、たとえば、領
域Ｚ₁₁内において、領域Ｚ₁₁から右方向にｘ、下方向に
ｙ離れた位置の画素Ｐであるとする。画素ＰのＲゲイン
ｐは、画素Ｐの周囲の４つの領域Ｚ₁₁、Ｚ₁₂、Ｚ₂₁、Ｚ
₂₂の中央画素に対するＲゲイン（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を線
形補間することによって求められる。つまり、画素Ｐの
Ｒゲインは、次の数式２によって求められる。

【０１３８】

【数２】

【０１３９】選択回路１０６、１０７、１０８の動作
は、第１の実施の形態で説明した各部１０６、１０７、
１０８の動作と同じである。したがって、信号Ｌ０に対
応する画素に対するＲゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲインに基
づいて、信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対して色フィルタ毎の
利得調整が行なわれる。

【０１４０】水平方向相関値算出回路２８および垂直方
向相関値算出回路２９による処理内容は、第１の実施の
形態における水平方向相関値算出回路２８および垂直方
向相関値算出回路２９による処理内容と同じである。

【０１４１】水平補間回路２４および垂直補間回路２５
に入力される信号は、第１の実施の形態のように、画面
全体のホワイトバランス処理が施された信号Ｌ０’、Ｌ
１’、Ｌ２’でなく、選択回路１８から出力された信号
Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２である点が異なっているが、水平補間
回路２４および垂直補間回路２５の処理方法は第１の実
施の形態における水平補間回路２４および垂直補間回路
２５の処理方法と同様である。

【０１４２】〔５〕第４の実施の形態の説明

【０１４３】相関値の算出精度を高めるための色フィル
タ毎の利得調整回路として、画面を複数のエリアに分割
して各エリア単位で色フィルタ毎の利得調整を行なうも
のを用い、かつＣＣＤとして全画素独立読み出しＣＣＤ
を用いた場合の実施の形態について説明する。

【０１４４】図１２は、ＣＣＤおよび色分離回路の構成
を示している。図１２において、図１に対応するものに
は、同じ符号を付してある。

【０１４５】このＣＣＤ１は、全ライン独立読み出しＣ
ＣＤであるため、水平転送部７は１つしか設けられてい
ない。また、それに伴って、ＣＤＳ１０、ＡＧＣ１２お
よびＡ／Ｄ変換回路１４も１つずつしか設けられていな
い。

【０１４６】Ａ／Ｄ変換回路１４からは信号Ｌ０が出力
される。第１の１Ｈ遅延回路１６からは、Ｌ０に対して
１ライン分遅延した信号Ｌ１が出力される。第２の１Ｈ
遅延回路１７からは、Ｌ０に対して２ライン分遅延した
信号Ｌ２が出力される。

【０１４７】第４の実施の形態では、第３の実施の形態
と同様に、１画面単位ではなく、画面を複数のエリアに
分割して各エリア毎に利得調整を行なうため、補間手段
２２に入力される信号に対して利得調整を施すことはで
きない。

【０１４８】そこで、Ａ／Ｄ変換回路１４、第１の１Ｈ
遅延回路１６および第２の１Ｈ遅延回路１７から出力さ
れる信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ２つに分岐し、一
方をそのまま補間手段２２に入力させ、他方を乗算器１
０１、１０２、１０３を介して相関値算出手段２３に入
力させている。なお、ホワイトバランス処理は、色分離
回路の後段において行なわれる。

【０１４９】第４の実施の形態では、１フレームが、図
１０に示すように、複数の積算値算出領域エリアＺ₁₁〜
Ｚ_NMに分割されており、エリア別ＲＧＢ積算値算出回路
１０４は、積算値算出領域エリアＺ₁₁〜Ｚ_NM別に、Ｒ、
Ｇ、Ｂ信号毎の積算値を算出する。エリア別ＲＧＢ積算
値算出回路１０４によって算出された各積算値算出領域
Ｚ₁₁〜Ｚ_NM別のＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値は、マイクロ
コンピュータ（マイコン）１０５に送られる。

【０１５０】マイコン１０５は、エリア別ＲＧＢ積算値
算出回路１０４から送られてきた各積算値算出領域Ｚ₁₁
〜Ｚ_NM別のＲ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算値に基づいて、各積
算値算出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号毎の積算
値が一定値となるように、１フレーム毎に、各積算値算
出領域Ｚ₁₁〜Ｚ_NM毎のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに対するゲイ
ン代表値を算出して画素単位ＲＧＢゲイン算出回路１０
９に出力する。

【０１５１】画素単位ＲＧＢゲイン算出回路１０９は、
第３の実施の形態と同様な方法で、各積算値算出領域Ｚ
₁₁〜Ｚ_NM毎のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに対するゲイン代表値
に基づいて、選択回路１８から出力される信号Ｌ１に対
応する画素に対するＲ、Ｇ、Ｂゲインを、算出して選択
回路１０６、１０７に出力する。

【０１５２】なお、選択回路１０６、１０７、１０８の
動作は、第２の実施の形態で説明した各部１０６、１０
７、１０８の動作と同じである。したがって、信号Ｌ１
に対応する画素に対するＲゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲイン
に基づいて、信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２に対して色フィルタ
毎の利得調整が行なわれる。

【０１５３】水平方向相関値算出回路２８および垂直方
向相関値算出回路２９による処理内容は、第１の実施の
形態における水平方向相関値算出回路２８および垂直方
向相関値算出回路２９による処理内容と同じである。

【０１５４】水平補間回路２４および垂直補間回路２５
に入力される信号は、第２の実施の形態のように、ホワ
イトバランス処理が施された信号Ｌ０’、Ｌ１’、Ｌ
２’でなく、選択回路１８から出力された信号Ｌ０、Ｌ
１、Ｌ２である点が異なっているが、水平補間回路２４
および垂直補間回路２５の処理方法は第２の実施の形態
における水平補間回路２４および垂直補間回路２５の処
理方法と同様である。

【０１５５】

【発明の効果】この発明によれば、より精度の高い相関
値を算出することができ、偽色信号の発生を防止できる
とともに色再現性の向上が図れるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による色分離回路を示すブロ
ック図である。

【図２】ＣＣＤ１の構成とその駆動回路とを示す模式図
である。

【図３】選択回路１８の入力信号と出力信号とを示すタ
イムチャートである。

【図４】水平補間回路２４、垂直補間回路２５、水平方
向相関値算出回路２８および垂直方向相関値算出回路２
９の基本的な構成を示すブロック図である。

【図５】水平補間回路２４、垂直補間回路２５、水平方
向相関値算出回路２８および垂直方向相関値算出回路２
９の処理対象ブロックの画素パターンを選択するための
模式図である。

【図６】水平補間回路２４および垂直補間回路２５によ
る処理内容を説明するための模式図である。

【図７】水平方向相関値算出回路２８および垂直方向相
関値算出回路２９による処理内容を説明するための模式
図である。

【図８】第２の実施の形態による色分離回路を示すブロ
ック図である。

【図９】第３の実施の形態による色分離回路を示すブロ
ック図である。

【図１０】画面内に設定された複数のＲＧＢ積算算出領
域を示す模式図である。

【図１１】所定の画素に対する画素単位のＲ、Ｇ、Ｂゲ
インを算出する方法を説明するための模式図である。

【図１２】第４の実施の形態による色分離回路を示すブ
ロック図である。

【図１３】従来の色分離処理を説明するめための模式図
である。

【符号の説明】

１ＣＣＤ２２補間手段２３相関値算出手段２４水平補間回路２５垂直補間回路２８水平方向相関値算出回路２９垂直方向相関値算出回路２６係数算出手段２７加重加算手段１０１〜１０３乗算回路１０４ＲＧＢ積算回路（エリア別ＲＧＢ積算値算出回
路）１０５マイコン１０６〜１０８選択回路１０９画素単位ＲＧＢゲイン算出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 9/73 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ａ (72)発明者前中章弘大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 4M118 AA05 BA10 CA02 DB01 FA06 FA44 GC08 GC14 5C065 AA01 BB02 BB13 BB30 DD07 DD09 DD17 EE05 EE06 GG01 GG03 GG10 GG12 GG13 GG18 GG21 GG22 GG23 GG24 GG32 5C066 AA01 CA08 DC06 EA14 EF14 EF15 GA01 HA03 KA12 KC05 KE02 KE03 KE17 KG01 KM01 KM05 KP05 5C079 HB01 JA12 JA23 LA01 LA10 LA23 LA28 LB01 MA11 NA03 NA29 PA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素に対応して、分光感度特性の異な
る複数種類の色フィルタが配置された固体撮像デバイス
からの信号に対して色分離処理を行なう単板式カラーカ
メラの色分離回路であって、任意の処理対象画素における複数の色信号成分であって
かつ上記処理対象画素を中心とする複数種類の方向毎に
各方向の相関が強い場合に適した色信号成分を、当該処
理対象画素およびその周囲の画素の色信号成分からそれ
ぞれ生成する複数種類の補間処理手段、上記処理対象画
素およびその周囲の画素の色信号成分に基づいて、上記
処理対象画素を中心とする複数種類の方向のうち相関の
強い方向を検出する相関値検出手段、ならびに相関値検
出手段によって検出された相関の強い方向と、各補間処
理手段によって生成された各色信号成分とに基づいて、
上記処理対象画素における複数の色信号成分を求める手
段を備えている単板式カラーカメラの色分離回路におい
て、相関値検出手段の前段に色フィルタ毎の利得を調整する
利得調整手段が設けられており、相関値検出手段は、利
得調整手段を介して入力される上記処理対象画素を中心
とするＭ×Ｎ画素の大きさのブロック内の全ての画素信
号に基づいて、上記処理対象画素を中心とする複数種類
の方向のうち相関の強い方向を検出することを特徴とす
る単板式カラーカメラの色分離回路。
【請求項２】利得調整手段は、画面全体から得た色情
報に基づいて利得調整を行なうものである請求項１に記
載の単板式カラーカメラの色分離回路。
【請求項３】固体撮像デバイスに配置された色フィル
タは原色フィルタであり、利得調整手段は、カラーカメ
ラにおけるホワイトバランス処理手段を兼用するもので
ある請求項２に記載の単板式カラーカメラの色分離回
路。
【請求項４】各補間手段は、利得調整手段によって利
得調整処理が行なわれた後の、上記処理対象画素および
その周囲の画素の色信号成分に基づいて、上記処理対象
画素における複数の色信号成分を算出するものである請
求項２に記載の単板式カラーカメラの色分離回路。
【請求項５】利得調整手段は、画面を複数のエリアに
分割し、各エリア毎に利得調整処理を行なうものである
請求項１に記載の単板式カラーカメラの色分離回路。
【請求項６】各画素に対応して、分光感度特性の異な
る複数種類の色フィルタが配置された固体撮像デバイス
からの信号に対して色分離処理を行なう単板式カラーカ
メラの色分離回路であって、任意の処理対象画素における複数の色信号成分であって
かつ上記処理対象画素における水平方向の相関が強い場
合に適した色信号成分を、上記処理対象画素およびその
周囲の画素の色信号成分から生成する第１の補間処理手
段、上記処理対象画素における複数の色信号成分であっ
てかつ当該処理対象画素における垂直方向の相関が強い
場合に適した色信号成分を、当該処理対象画素およびそ
の周囲の画素の色信号成分から生成する第２の補間処理
手段、上記処理対象画素およびその周囲の画素の色信号
成分に基づいて、上記処理対象画素における水平方向及
び垂直方向の相関値を算出する相関値算出手段、ならび
に相関値算出手段によって算出された水平方向及び垂直
方向の相関値に応じて、第１の補間処理手段によって生
成された各色信号成分と、第２の補間処理手段によって
生成された各色信号成分とを加重加算することによっ
て、上記処理対象画素における複数の色信号成分を求め
る加重加算手段を備えている単板式カラーカメラの色分
離回路において、相関値算出手段の前段に色フィルタ毎の利得を調整する
利得調整手段が設けられており、相関値算出手段は、利
得調整手段を介して入力される上記処理対象画素を中心
とするＭ×Ｎ画素の大きさのブロック内の全ての画素信
号に基づいて、上記処理対象画素における水平方向及び
垂直方向の相関値を算出することを特徴とする単板式カ
ラーカメラの色分離回路。
【請求項７】利得調整手段は、画面全体から得た色情
報に基づいて利得調整を行なうものである請求項６に記
載の単板式カラーカメラの色分離回路。
【請求項８】固体撮像デバイスに配置された色フィル
タは原色フィルタであり、利得調整手段は、カラーカメ
ラにおけるホワイトバランス処理手段を兼用するもので
ある請求項７に記載の単板式カラーカメラの色分離回
路。
【請求項９】第１の補間手段および第２の補間手段
は、利得調整手段によって利得調整処理が行なわれた後
の、上記処理対象画素およびその周囲の画素の色信号成
分に基づいて、上記処理対象画素における複数の色信号
成分を算出するものである請求項７に記載の単板式カラ
ーカメラの色分離回路。
【請求項１０】利得調整手段は、画面を複数のエリア
に分割し、各エリア毎に利得調整処理を行なうものであ
る請求項６に記載の単板式カラーカメラの色分離回路。