JP2002112276A - カラー固体撮像装置 - Google Patents
カラー固体撮像装置Info
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- JP2002112276A JP2002112276A JP2000298296A JP2000298296A JP2002112276A JP 2002112276 A JP2002112276 A JP 2002112276A JP 2000298296 A JP2000298296 A JP 2000298296A JP 2000298296 A JP2000298296 A JP 2000298296A JP 2002112276 A JP2002112276 A JP 2002112276A
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- signal
- pixels
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- pixel
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- Blocking Light For Cameras (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 単板カラーカメラの色偽信号を低減する。
【解決手段】 市松状に配置されたＧ光の感度を有する
画素信号を高精度に補間処理回路１４を用いて処理し、
Ｒ，Ｂ光の画素位置でそれぞれ色差信号を算出し、補間
処理回路１８，１９による補間処理を行い、全画素の色
差信号を合成することで、色偽信号のほとんどないカラ
ー画素を得る。
画素信号を高精度に補間処理回路１４を用いて処理し、
Ｒ，Ｂ光の画素位置でそれぞれ色差信号を算出し、補間
処理回路１８，１９による補間処理を行い、全画素の色
差信号を合成することで、色偽信号のほとんどないカラ
ー画素を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モザイク色フィ
ルタが３色から構成され、そのうち１色が市松状に配置
されている固体撮像素子を使用したカラー固体撮像装置
に関する。
ルタが３色から構成され、そのうち１色が市松状に配置
されている固体撮像素子を使用したカラー固体撮像装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の単板カラーカメラにおいては、図
４に示すように、固体撮像素子４１の出力映像信号をサ
ブサンプルし、ローパスフィルタ等を用いて補間処理を
行い、全画素に対するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
３原色信号を得ていた。このため、画像のエッジ部（明
暗が急変する部分）ではＲＧＢ間の波形応答の違いか
ら、無彩色画像でも色差信号が０にならない、いわゆる
偽色信号が発生していた。この偽色信号を低減するた
め、特開平10-109011号では画像の輪郭信号に基づいて
色差信号の利得を低下させて目立たなくさせることが提
案されている。
４に示すように、固体撮像素子４１の出力映像信号をサ
ブサンプルし、ローパスフィルタ等を用いて補間処理を
行い、全画素に対するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
３原色信号を得ていた。このため、画像のエッジ部（明
暗が急変する部分）ではＲＧＢ間の波形応答の違いか
ら、無彩色画像でも色差信号が０にならない、いわゆる
偽色信号が発生していた。この偽色信号を低減するた
め、特開平10-109011号では画像の輪郭信号に基づいて
色差信号の利得を低下させて目立たなくさせることが提
案されている。
【０００３】しかしながら、この手法では白黒のエッジ
では効果があるが、有彩色間のエッジではエッジ部で色
が薄くなる不自然な画像となるという問題があった。
では効果があるが、有彩色間のエッジではエッジ部で色
が薄くなる不自然な画像となるという問題があった。
【０００４】また、光学系に起因する色収差を電気的に
補正する方法として、特開平2-205187号のようにＲＧＢ
３原色信号を復調した後、この原色信号に光学レンズの
色収差によるレジストレーションのずれ補正を加えると
いうものがあるが、この手法では色収差補正のために全
画素に対し、ずれ補正処理が必要で処理量が大きいとい
う欠点があった。
補正する方法として、特開平2-205187号のようにＲＧＢ
３原色信号を復調した後、この原色信号に光学レンズの
色収差によるレジストレーションのずれ補正を加えると
いうものがあるが、この手法では色収差補正のために全
画素に対し、ずれ補正処理が必要で処理量が大きいとい
う欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のカラー
カメラにおいては、偽色信号を低減すると、有彩色間の
エッジではエッジ部で色が薄くなり不自然な画像となる
という問題があり、また光学系に起因する色収差を電気
的に補正するには信号処理量が大きいという問題があっ
た。
カメラにおいては、偽色信号を低減すると、有彩色間の
エッジではエッジ部で色が薄くなり不自然な画像となる
という問題があり、また光学系に起因する色収差を電気
的に補正するには信号処理量が大きいという問題があっ
た。
【０００６】この発明は、エッジ部が自然な画像を得る
とともに、光学系に起因する色収差を電気的に補正した
場合の信号処理量の低減を図ったカラー固体撮像装置を
得ることにある。
とともに、光学系に起因する色収差を電気的に補正した
場合の信号処理量の低減を図ったカラー固体撮像装置を
得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明のカラー固体撮像装置では、市松状に配置
された第１の色光の感度を有する画素と、その画素を保
管する位置に第２または第３の色光のいずれか一方の感
度を有した画素が配置され、全体として画素が行列状に
配列された固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子の出
力信号から前記固体撮像素子の全画素に対する前記第１
の色光の画像信号を、前記第２および第３の色光の画素
位置でそれぞれ前記第１の色光の画素信号との差信号を
生成し、前記第２および第３の色光に対応する差信号か
ら全画素に対する色差画素信号を得ることを特徴とす
る。
めにこの発明のカラー固体撮像装置では、市松状に配置
された第１の色光の感度を有する画素と、その画素を保
管する位置に第２または第３の色光のいずれか一方の感
度を有した画素が配置され、全体として画素が行列状に
配列された固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子の出
力信号から前記固体撮像素子の全画素に対する前記第１
の色光の画像信号を、前記第２および第３の色光の画素
位置でそれぞれ前記第１の色光の画素信号との差信号を
生成し、前記第２および第３の色光に対応する差信号か
ら全画素に対する色差画素信号を得ることを特徴とす
る。
【０００８】市松状に配置された第１の色光の感度を有
する画素およびその画素を保管する位置に第２または第
３の色光のいずれか一方の感度を有した画素が配置さ
れ、全体として画素が行列状に配列された固体撮像素子
と、前記固体撮像素子の出力信号から前記固体撮像素子
の全画素に対する前記第１の色光の画素データを得る第
１の補間手段と、前記第２および第３の色光の画素位置
でそれぞれ前記第１の色光の画素信号との差をとり色差
信号を生成する手段と、前記色差信号から前記固体撮像
素子の全画素に対する画素信号を得る第２の補間手段と
をからなることを特徴とする。
する画素およびその画素を保管する位置に第２または第
３の色光のいずれか一方の感度を有した画素が配置さ
れ、全体として画素が行列状に配列された固体撮像素子
と、前記固体撮像素子の出力信号から前記固体撮像素子
の全画素に対する前記第１の色光の画素データを得る第
１の補間手段と、前記第２および第３の色光の画素位置
でそれぞれ前記第１の色光の画素信号との差をとり色差
信号を生成する手段と、前記色差信号から前記固体撮像
素子の全画素に対する画素信号を得る第２の補間手段と
をからなることを特徴とする。
【０００９】上記した手段により、第１及び第２の色光
の画素位置での色差信号が得られるため、サンプリング
点のずれにより発生していた色偽信号を低減することが
できる。
の画素位置での色差信号が得られるため、サンプリング
点のずれにより発生していた色偽信号を低減することが
できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】図１は、この発明の第１の実施の形態につ
いて説明するためのブロック図である。
いて説明するためのブロック図である。
【００１２】図１において、１１は固体撮像素子であ
り、この固体撮像素子１１は、図中に示すように、Ｇ画
素が市松状に配置され、１行毎にＲとＢがＧを穴埋めす
る形の色フィルタ１２が付けられ、ＧＲＧＲ・・・とＢ
ＧＢＧ・・・の信号を１行毎に出力する。固体撮像素子
１１の出力信号からサンプリング回路１３で市松配置の
Ｇ信号のみを選択する。
り、この固体撮像素子１１は、図中に示すように、Ｇ画
素が市松状に配置され、１行毎にＲとＢがＧを穴埋めす
る形の色フィルタ１２が付けられ、ＧＲＧＲ・・・とＢ
ＧＢＧ・・・の信号を１行毎に出力する。固体撮像素子
１１の出力信号からサンプリング回路１３で市松配置の
Ｇ信号のみを選択する。
【００１３】補間処理回路１４は、例えば図２に示すよ
うに隣接４画素Ｐ１〜Ｐ４の明暗パターンから補間され
る画素Ｐが画像のどの部分に該当するかを推定する。ま
た、白丸は最も明るい（最大値）画素を示し、黒丸は最
も暗い（最小値）画素を示している。ハッチングの丸は
中間の明るさを示し、ハッチングの濃さに応じて明るさ
が異なる。
うに隣接４画素Ｐ１〜Ｐ４の明暗パターンから補間され
る画素Ｐが画像のどの部分に該当するかを推定する。ま
た、白丸は最も明るい（最大値）画素を示し、黒丸は最
も暗い（最小値）画素を示している。ハッチングの丸は
中間の明るさを示し、ハッチングの濃さに応じて明るさ
が異なる。
【００１４】図２（ａ）に示すように、横方向の２画素
Ｐ１，Ｐ３が最大値と最小値の場合は、画像の水平エッ
ジ部に該当すると推定されるので、縦方向の２画素Ｐ
２，Ｐ４の平均を補間値とする。
Ｐ１，Ｐ３が最大値と最小値の場合は、画像の水平エッ
ジ部に該当すると推定されるので、縦方向の２画素Ｐ
２，Ｐ４の平均を補間値とする。
【００１５】図２（ｂ）に示すように、縦方向の２画素
Ｐ２，Ｐ４が最大値と最小値の場合は、画像の垂直エッ
ジ部に該当すると推定されるので、横方向の２画素Ｐ
１，Ｐ３の平均を補間値とする。
Ｐ２，Ｐ４が最大値と最小値の場合は、画像の垂直エッ
ジ部に該当すると推定されるので、横方向の２画素Ｐ
１，Ｐ３の平均を補間値とする。
【００１６】図２（ｃ）に示すように、最大値と最小値
が斜め方向に隣接するとともに、補間画素Ｐを中心に回
転する方向に明るさが順次変化する場合は、画像の斜め
エッジ部に該当すると推定されるので、中間の２画素の
平均値を補間値とする。
が斜め方向に隣接するとともに、補間画素Ｐを中心に回
転する方向に明るさが順次変化する場合は、画像の斜め
エッジ部に該当すると推定されるので、中間の２画素の
平均値を補間値とする。
【００１７】また、最大値と最小値が斜め方向に隣接す
るとともに、周辺画素の明るさの順に線引きした状態で
交差する関係にある場合、相関方向が決定できないの
で、さらに隣接する８画素を使用して縦方向横方向のど
ちらの相関が強いかを判断し、補間画素を挟む強い相関
方向の２画素の平均で補間値を決定する。
るとともに、周辺画素の明るさの順に線引きした状態で
交差する関係にある場合、相関方向が決定できないの
で、さらに隣接する８画素を使用して縦方向横方向のど
ちらの相関が強いかを判断し、補間画素を挟む強い相関
方向の２画素の平均で補間値を決定する。
【００１８】このように、補間値を隣接する画素の明暗
パターンから決定することにより、極めて画像のボケの
少ない補間画像が得られる。
パターンから決定することにより、極めて画像のボケの
少ない補間画像が得られる。
【００１９】従って、補間処理回路１４からは、ＲＢ画
素位置の高精度に近似されたＧ信号が出力される。この
Ｇ信号を固体撮像素子１１の出力信号から減算器１５に
より減算を行い、タイミング発生器２０でサンプリング
回路１６を駆動し、Ｒ画素位置でサンプリングするとＲ
−Ｇ信号が、タイミング発生器２０でサンプリング回路
１７を駆動し、Ｂ画素位置でサンプリングするとＢ−Ｇ
信号が得られる。
素位置の高精度に近似されたＧ信号が出力される。この
Ｇ信号を固体撮像素子１１の出力信号から減算器１５に
より減算を行い、タイミング発生器２０でサンプリング
回路１６を駆動し、Ｒ画素位置でサンプリングするとＲ
−Ｇ信号が、タイミング発生器２０でサンプリング回路
１７を駆動し、Ｂ画素位置でサンプリングするとＢ−Ｇ
信号が得られる。
【００２０】このようにして得られた色差信号を補間処
理回路１８，１９を介すことにより、全画素位置の色差
信号が合成できる。補間処理回路１８，１９は上記した
ように画像エッジのボケの少ない補間手法が理想的であ
るが、通過する信号は人の目の周波数特性の低い色差信
号なので、単純にローパスフィルタを使用してもよい。
理回路１８，１９を介すことにより、全画素位置の色差
信号が合成できる。補間処理回路１８，１９は上記した
ように画像エッジのボケの少ない補間手法が理想的であ
るが、通過する信号は人の目の周波数特性の低い色差信
号なので、単純にローパスフィルタを使用してもよい。
【００２１】このようにすると、色差信号を作る際のＲ
ＧＢ信号の画素数と位置はそれぞれ同一になり、色信号
間での周波数特性の差がなくなり、色偽信号の発生を抑
えることができる。
ＧＢ信号の画素数と位置はそれぞれ同一になり、色信号
間での周波数特性の差がなくなり、色偽信号の発生を抑
えることができる。
【００２２】図３は、この発明の他の実施の形態につい
て説明するためのブロック図である。図１と同一の構成
部分には同一の符号を付して説明する。この実施の形態
は、光学系により発生する色収差の補正機能を持たせた
ものである。すなわち、補間処理回路１４の出力をサン
プリング回路１６，１７に入力されるまでの間に色収差
補正回路３１を設置した。
て説明するためのブロック図である。図１と同一の構成
部分には同一の符号を付して説明する。この実施の形態
は、光学系により発生する色収差の補正機能を持たせた
ものである。すなわち、補間処理回路１４の出力をサン
プリング回路１６，１７に入力されるまでの間に色収差
補正回路３１を設置した。
【００２３】ここで、色収差補正とは、光学系により発
生する固体撮像素子に結像される光像の大きさの光の波
長による変化を補正するものである。例えば、Ｒの光像
がＧの光像より大きい場合には、Ｇの補間画像を電子ズ
ーム処理によって拡大し、Ｒの光像に対応するＲ画像信
号と同じ大きさのＧの画像信号（Ｇｒ信号）を得て色差
の誤差を低減させる。
生する固体撮像素子に結像される光像の大きさの光の波
長による変化を補正するものである。例えば、Ｒの光像
がＧの光像より大きい場合には、Ｇの補間画像を電子ズ
ーム処理によって拡大し、Ｒの光像に対応するＲ画像信
号と同じ大きさのＧの画像信号（Ｇｒ信号）を得て色差
の誤差を低減させる。
【００２４】この電子ズーム処理を色収差補正回路３１
では、ズーム制御回路３１１と内挿処理回路３１２を用
いて行っている。
では、ズーム制御回路３１１と内挿処理回路３１２を用
いて行っている。
【００２５】内挿処理回路３１２はフィルタ係数が変化
できる２次元フィルタであり、画素ピッチ以下の分解能
の移動ベクトルを受けて内挿画データを作成する。ズー
ム制御回路３１１は、光学系の色収差を補正するための
補正ベクトルを発生させ、結果としてＲ信号の画像の大
きさに合ったＧｒ信号を発生する。
できる２次元フィルタであり、画素ピッチ以下の分解能
の移動ベクトルを受けて内挿画データを作成する。ズー
ム制御回路３１１は、光学系の色収差を補正するための
補正ベクトルを発生させ、結果としてＲ信号の画像の大
きさに合ったＧｒ信号を発生する。
【００２６】従って、色差演算器３１３の出力で発生し
ていたＲＧの画像ずれによる色収差は画像ずれの発生が
なくなるので低減される。色差演算器３１３の出力は、
Ｒの画素位置でサンプリングされるため、Ｇｒ信号はＲ
画素位置のみで発生できればよく、処理量は従来の色収
差補正に比べ１／４程度に低下させることができる。
ていたＲＧの画像ずれによる色収差は画像ずれの発生が
なくなるので低減される。色差演算器３１３の出力は、
Ｒの画素位置でサンプリングされるため、Ｇｒ信号はＲ
画素位置のみで発生できればよく、処理量は従来の色収
差補正に比べ１／４程度に低下させることができる。
【００２７】Ｂ信号についてもズーム制御回路３１４、
内挿処理回路３１５、色差演算器３１６を用いてＲ信号
と同様の色収差処理を行う。
内挿処理回路３１５、色差演算器３１６を用いてＲ信号
と同様の色収差処理を行う。
【００２８】この発明は、モザイク色フィルタが３色か
ら構成され、内１色が市松状に配置されている固体撮像
素子を使用したシステムの色信号処理に関係し、家庭用
のビデオムービーや電子スチルカメラ等に応用できる。
ら構成され、内１色が市松状に配置されている固体撮像
素子を使用したシステムの色信号処理に関係し、家庭用
のビデオムービーや電子スチルカメラ等に応用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のカラー
固体撮像装置によれば、市松状に配置された第１の色光
感度の画素信号を高精度に補間処理し、第２および第３
の色光の画素位置でそれぞれ色差信号を算出し、補間処
理により全画素の色差信号を合成することで、色偽信号
の低減した画像を得ることができる。また、光学系で発
生する色収差を補正するときにも第２および第３の色光
の画素位置における第１の色光の画像信号を算出するだ
けのため処理量を低減できる。
固体撮像装置によれば、市松状に配置された第１の色光
感度の画素信号を高精度に補間処理し、第２および第３
の色光の画素位置でそれぞれ色差信号を算出し、補間処
理により全画素の色差信号を合成することで、色偽信号
の低減した画像を得ることができる。また、光学系で発
生する色収差を補正するときにも第２および第３の色光
の画素位置における第１の色光の画像信号を算出するだ
けのため処理量を低減できる。
【図１】この発明の一実施の形態について説明するため
のブロック図。
のブロック図。
【図２】この発明の画素補間について説明するための説
明図。
明図。
【図３】この発明の他の実施の形態について説明するた
めのブロック図。
めのブロック図。
１１…固体撮像素子、１２…色フィルタ、１３，１６，
１７…サンプリング回路、１４，１８，１９…補間処理
回路、１５…減算器、２０…タイミング発生器、３１…
色収差補正回路、３１１…ズーム制御回路、３１２，３
１５…内挿処理回路、３１３，３１６…色差演算器、３
１４…ズーム制御回路。
１７…サンプリング回路、１４，１８，１９…補間処理
回路、１５…減算器、２０…タイミング発生器、３１…
色収差補正回路、３１１…ズーム制御回路、３１２，３
１５…内挿処理回路、３１３，３１６…色差演算器、３
１４…ズーム制御回路。
Claims (6)
- 【請求項１】 市松状に配置された第１の色光の感度を
有する画素と、その画素を保管する位置に第２または第
３の色光のいずれか一方の感度を有した画素が配置さ
れ、全体として画素が行列状に配列された固体撮像素子
を有し、 前記固体撮像素子の出力信号から前記固体撮像素子の全
画素に対する前記第1の色光の画像信号を生成し、前記
第２および第３の色光の画素位置でそれぞれ前記第１の
色光の画素信号との差信号を生成し、前記第２および第
３の色光に対応する差信号から全画素に対する色差画素
信号を得ることを特徴とするカラー固体撮像装置。 - 【請求項２】 第２の色光に対する色差信号、第３の色
光に対する色差信号を生成するときに、第１の色光に対
する第２および第３の色光の画像ずれを補正する画像倍
率変換を施してなることを特徴とするカラー固体撮像装
置。 - 【請求項３】 市松状に配置された第１の色光の感度を
有する画素およびその画素を保管する位置に第２または
第３の色光のいずれか一方の感度を有した画素が配置さ
れ、全体として画素が行列状に配列された固体撮像素子
と、 前記固体撮像素子の出力信号から前記固体撮像素子の全
画素に対する前記第1の色光の画素データを得る第１の
補間手段と、 前記第２および第３の色光の画素位置でそれぞれ前記第
１の色光の画素信号との差をとり色差信号を生成する手
段と、 前記色差信号から前記固体撮像素子の全画素に対する画
素信号を得る第２の補間手段とをからなることを特徴と
するカラー固体撮像装置。 - 【請求項４】 色差信号を得るときに、第１の色光の画
像信号または第２および第３の色光の画層信号のいずれ
か一方に光学系に起因する倍率色収差を補正するための
画像倍率変換処理を施したことを特徴とするカラー固体
撮像装置。 - 【請求項５】 画素の補間信号は、隣接する４画素の画
素信号の明暗順序バターンに基づき決定したことを特徴
とする請求項１または３に記載のカラー固体撮像装置。 - 【請求項６】 画素の補間信号は、隣接する４画素の明
暗順序パターンで決定できない場合は、隣接する１２画
素の信号に基づき決定したことを特徴とする請求項５に
記載のカラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298296A JP2002112276A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | カラー固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000298296A JP2002112276A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | カラー固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002112276A true JP2002112276A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18780276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000298296A Pending JP2002112276A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | カラー固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002112276A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2006093266A1 (ja) | 2005-03-04 | 2006-09-08 | Nikon Corporation | 色ズレを補正する画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法、および電子カメラ |
| KR100637272B1 (ko) | 2004-06-24 | 2006-10-23 | 학교법인연세대학교 | 채널 간 상관관계를 고려한 색상 보간방법 |
| JP2007043312A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Fujifilm Holdings Corp | 撮影装置 |
| CN100367764C (zh) * | 2003-08-21 | 2008-02-06 | 宇东科技股份有限公司 | 影像撷取装置的色差校正方法 |
| US7403563B2 (en) | 2002-06-07 | 2008-07-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image decoding method and apparatus, and television receiver utilizing the same |
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-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298296A patent/JP2002112276A/ja active Pending
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