JP2003244711A - 単板式撮像装置のための色信号処理方法、単板式撮像装置および色信号処理プログラム - Google Patents
単板式撮像装置のための色信号処理方法、単板式撮像装置および色信号処理プログラムInfo
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- JP2003244711A JP2003244711A JP2002039190A JP2002039190A JP2003244711A JP 2003244711 A JP2003244711 A JP 2003244711A JP 2002039190 A JP2002039190 A JP 2002039190A JP 2002039190 A JP2002039190 A JP 2002039190A JP 2003244711 A JP2003244711 A JP 2003244711A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単板式撮像センサから出力された色信号に基
づいて、適切に色信号処理を行うこと。 【解決手段】 本発明を適用した色補間方法は、単板式
撮像センサのＲＧＢ出力信号から、（１）式あるいは
（２）式にしたがってＹＣ信号を算出し、フィルタリン
グ処理を行う。そして、その後に色空間変換を行い、モ
ニタ等における各画素データが補間される。したがっ
て、単板式撮像センサから出力された色信号に基づい
て、適切に色信号処理を行うことができる。即ち、画像
全体について、適切な再生が可能となり、特にエッジ部
分を自然に近い状態で再生できる。
づいて、適切に色信号処理を行うこと。 【解決手段】 本発明を適用した色補間方法は、単板式
撮像センサのＲＧＢ出力信号から、（１）式あるいは
（２）式にしたがってＹＣ信号を算出し、フィルタリン
グ処理を行う。そして、その後に色空間変換を行い、モ
ニタ等における各画素データが補間される。したがっ
て、単板式撮像センサから出力された色信号に基づい
て、適切に色信号処理を行うことができる。即ち、画像
全体について、適切な再生が可能となり、特にエッジ部
分を自然に近い状態で再生できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単板式撮像センサ
を備える単板式撮像装置のための色信号処理方法、それ
を用いた単板式撮像装置および色信号処理プログラムに
関する。
を備える単板式撮像装置のための色信号処理方法、それ
を用いた単板式撮像装置および色信号処理プログラムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semicondu
ctor）等から構成される単板式のカラー撮像センサを備
えた撮像装置において、撮像センサから出力された色信
号から、画像の各点について、所定の色空間（ＲＧＢ空
間等）に規定される色信号を生成する処理（色信号処
理）が行われている。なお、色信号処理には、主に、撮
像センサの出力色信号から、画像の各点における色信号
を生成（補間）する処理（色補間処理）と、撮像センサ
の出力色信号を所定の色空間に規定される色信号に変換
する処理（色空間変換処理）とが含まれる。
e）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semicondu
ctor）等から構成される単板式のカラー撮像センサを備
えた撮像装置において、撮像センサから出力された色信
号から、画像の各点について、所定の色空間（ＲＧＢ空
間等）に規定される色信号を生成する処理（色信号処
理）が行われている。なお、色信号処理には、主に、撮
像センサの出力色信号から、画像の各点における色信号
を生成（補間）する処理（色補間処理）と、撮像センサ
の出力色信号を所定の色空間に規定される色信号に変換
する処理（色空間変換処理）とが含まれる。
【０００３】色信号処理に関する方法として、例えば、
以下のような方法が用いられている。特開２００１−１
１９７０６号公報に記載された技術は、撮像素子の出力
信号をＲＧＢ（Red Green Blue）空間における色信号に
変換する際に、近傍の画素成分に基づいて、より正確に
色補間を行うものである。
以下のような方法が用いられている。特開２００１−１
１９７０６号公報に記載された技術は、撮像素子の出力
信号をＲＧＢ（Red Green Blue）空間における色信号に
変換する際に、近傍の画素成分に基づいて、より正確に
色補間を行うものである。
【０００４】また、特開平１０−１０８２０８号公報に
記載された技術は、撮像素子のＧ（Green）信号から色
信号を補間して画像信号を得るものである。さらに、特
開平１１−２２０７４６号公報に記載された技術は、少
なくとも２方向からの相関性に基づいて、画素データを
補間するものである。また、一般に、単板式撮像装置に
おいては、単板式撮像センサから出力されたＲＧＢ信号
を色補間した後、フィルタリング処理を施す前に色空間
変換している。
記載された技術は、撮像素子のＧ（Green）信号から色
信号を補間して画像信号を得るものである。さらに、特
開平１１−２２０７４６号公報に記載された技術は、少
なくとも２方向からの相関性に基づいて、画素データを
補間するものである。また、一般に、単板式撮像装置に
おいては、単板式撮像センサから出力されたＲＧＢ信号
を色補間した後、フィルタリング処理を施す前に色空間
変換している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の色信号処理の方法には、以下のような問題があ
った。特開２００１−１１９７０６号公報に記載された
技術は、色補間のための演算に除算が含まれていること
から、処理能力の高くないハードウェア（簡単な処理の
みを実行可能なハードウェア）に対して、適切なものと
ならない場合があった。
た従来の色信号処理の方法には、以下のような問題があ
った。特開２００１−１１９７０６号公報に記載された
技術は、色補間のための演算に除算が含まれていること
から、処理能力の高くないハードウェア（簡単な処理の
みを実行可能なハードウェア）に対して、適切なものと
ならない場合があった。
【０００６】また、特開平１０−１０８２０８号公報に
記載された技術は、色補間の過程において、不足するＧ
信号を生成することにより、生成された画像に短冊状の
模様が生ずる場合があった。また、Ｒ信号およびＢ信号
は、色付けにのみ用いることから、実質的に解像度を半
分に低下させることとなっていた。さらに、特開平１１
−２２０７４６号公報に記載された技術は、その基本的
な処理過程において解像度の低下を招く可能性があっ
た。
記載された技術は、色補間の過程において、不足するＧ
信号を生成することにより、生成された画像に短冊状の
模様が生ずる場合があった。また、Ｒ信号およびＢ信号
は、色付けにのみ用いることから、実質的に解像度を半
分に低下させることとなっていた。さらに、特開平１１
−２２０７４６号公報に記載された技術は、その基本的
な処理過程において解像度の低下を招く可能性があっ
た。
【０００７】また、単板式撮像センサから出力されたＲ
ＧＢ信号を色補間した後、フィルタリング処理を施す前
に色空間変換を行う場合、画像のエッジ付近の画素につ
いて、適切に再生できないといった問題があった。本発
明の課題は、単板式撮像センサから出力された色信号に
基づいて、適切に色信号処理を行うことである。
ＧＢ信号を色補間した後、フィルタリング処理を施す前
に色空間変換を行う場合、画像のエッジ付近の画素につ
いて、適切に再生できないといった問題があった。本発
明の課題は、単板式撮像センサから出力された色信号に
基づいて、適切に色信号処理を行うことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、Ｒ信号を出力する撮像素子
とＧ信号を出力する撮像素子とが繰り返し配列された第
１の行と、Ｇ信号を出力する撮像素子とＢ信号を出力す
る撮像素子とが繰り返し配列された第２の行とを並列に
配列した構成を有する単板式撮像センサを備え、該単板
式撮像センサの出力信号に基づいて、各撮像素子の出力
に対応する撮像画素（即ち、単板式撮像センサの出力画
像における画素）の配列における所定位置の算出対象点
の色信号を生成する単板式撮像装置のための色信号処理
方法であって、前記算出対象点を中心とするｎ×ｎの行
列範囲に位置する撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の
値に基づいて、以下の式に従って、前記算出対象点のＹ
Ｃ信号（輝度・色差信号）の輝度Ｙを算出することを特
徴としている。
め、請求項１記載の発明は、Ｒ信号を出力する撮像素子
とＧ信号を出力する撮像素子とが繰り返し配列された第
１の行と、Ｇ信号を出力する撮像素子とＢ信号を出力す
る撮像素子とが繰り返し配列された第２の行とを並列に
配列した構成を有する単板式撮像センサを備え、該単板
式撮像センサの出力信号に基づいて、各撮像素子の出力
に対応する撮像画素（即ち、単板式撮像センサの出力画
像における画素）の配列における所定位置の算出対象点
の色信号を生成する単板式撮像装置のための色信号処理
方法であって、前記算出対象点を中心とするｎ×ｎの行
列範囲に位置する撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の
値に基づいて、以下の式に従って、前記算出対象点のＹ
Ｃ信号（輝度・色差信号）の輝度Ｙを算出することを特
徴としている。
【０００９】
【数３】
【００１０】ただし、“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”は、前記
行列範囲に位置する撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号
の値それぞれの加重平均値（例えば、算出対象点からの
距離に基づく重み付けを施して得られる平均値）であ
る。また、 Ｋ１／Ｋ２＝１／２〜１／６ かつ ２×Ｋ１＋Ｋ２＝１ である。
行列範囲に位置する撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号
の値それぞれの加重平均値（例えば、算出対象点からの
距離に基づく重み付けを施して得られる平均値）であ
る。また、 Ｋ１／Ｋ２＝１／２〜１／６ かつ ２×Ｋ１＋Ｋ２＝１ である。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の色
信号処理方法であって、前記ｎ×ｎの行列範囲を、２×
２あるいは３×３の行列範囲とすることを特徴としてい
る。この場合、加重平均値は、行列範囲に位置する撮像
画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号それぞれを均等な重み付
けとして得られる平均値とすることが可能である。
信号処理方法であって、前記ｎ×ｎの行列範囲を、２×
２あるいは３×３の行列範囲とすることを特徴としてい
る。この場合、加重平均値は、行列範囲に位置する撮像
画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号それぞれを均等な重み付
けとして得られる平均値とすることが可能である。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の色信号処理方法であって、前記（Ｋ１，Ｋ２）＝
（０．２５，０．５）であることを特徴としている。請
求項４記載の発明は、請求項１または２記載の色信号処
理方法であって、前記（Ｋ１，Ｋ２）＝（０．１２５，
０．７５）であることを特徴としている。
記載の色信号処理方法であって、前記（Ｋ１，Ｋ２）＝
（０．２５，０．５）であることを特徴としている。請
求項４記載の発明は、請求項１または２記載の色信号処
理方法であって、前記（Ｋ１，Ｋ２）＝（０．１２５，
０．７５）であることを特徴としている。
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の色信号処理方法であって、前記行列範囲
に位置する撮像画素のＲ信号，Ｂ信号の値それぞれの加
重平均値および前記輝度Ｙに基づいて、ＹＣ信号の色差
Ｃを算出し、該輝度Ｙおよび色差Ｃにフィルタリング処
理を施した後、ＲＧＢ信号（ＹＣ信号を単純にＲＧＢ変
換したのみの信号）に変換し、該ＲＧＢ信号をＲＧＢ空
間に規定される色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色が規定される
色に変換されたＲＧＢ信号）に色空間変換することを特
徴としている。
ずれかに記載の色信号処理方法であって、前記行列範囲
に位置する撮像画素のＲ信号，Ｂ信号の値それぞれの加
重平均値および前記輝度Ｙに基づいて、ＹＣ信号の色差
Ｃを算出し、該輝度Ｙおよび色差Ｃにフィルタリング処
理を施した後、ＲＧＢ信号（ＹＣ信号を単純にＲＧＢ変
換したのみの信号）に変換し、該ＲＧＢ信号をＲＧＢ空
間に規定される色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色が規定される
色に変換されたＲＧＢ信号）に色空間変換することを特
徴としている。
【００１４】請求項６記載の発明は、請求項５記載の色
信号処理方法であって、前記フィルタリング処理は、前
記輝度Ｙを表す信号に所定のハイパスフィルタを施し、
前記色差Ｃを表す信号に所定のローパスフィルタを施す
処理であることを特徴としている。
信号処理方法であって、前記フィルタリング処理は、前
記輝度Ｙを表す信号に所定のハイパスフィルタを施し、
前記色差Ｃを表す信号に所定のローパスフィルタを施す
処理であることを特徴としている。
【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１〜６のい
ずれかに記載の色信号処理方法を使用した単板色撮像装
置であることを特徴としている。請求項８記載の発明
は、Ｒ信号を出力する撮像素子とＧ信号を出力する撮像
素子とが繰り返し配列された第１の行と、Ｇ信号を出力
する撮像素子とＢ信号を出力する撮像素子とが繰り返し
配列された第２の行とを並列に配列した構成を有する単
板式撮像センサを備え、該単板式撮像センサの出力信号
に基づいて、各撮像素子の出力に対応する撮像画素の配
列における所定位置の算出対象点の色信号を生成するた
めの色信号処理プログラムであって、前記算出対象点を
中心とするｎ×ｎの行列範囲に位置する撮像画素のＲ信
号，Ｇ信号，Ｂ信号の値に基づいて、以下の式に従っ
て、前記算出対象点のＹＣ信号（輝度・色差信号）の輝
度Ｙを算出する機能をコンピュータに実現させることを
特徴としている。
ずれかに記載の色信号処理方法を使用した単板色撮像装
置であることを特徴としている。請求項８記載の発明
は、Ｒ信号を出力する撮像素子とＧ信号を出力する撮像
素子とが繰り返し配列された第１の行と、Ｇ信号を出力
する撮像素子とＢ信号を出力する撮像素子とが繰り返し
配列された第２の行とを並列に配列した構成を有する単
板式撮像センサを備え、該単板式撮像センサの出力信号
に基づいて、各撮像素子の出力に対応する撮像画素の配
列における所定位置の算出対象点の色信号を生成するた
めの色信号処理プログラムであって、前記算出対象点を
中心とするｎ×ｎの行列範囲に位置する撮像画素のＲ信
号，Ｇ信号，Ｂ信号の値に基づいて、以下の式に従っ
て、前記算出対象点のＹＣ信号（輝度・色差信号）の輝
度Ｙを算出する機能をコンピュータに実現させることを
特徴としている。
【００１６】
【数４】
【００１７】ただし、“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”は、前記
行列範囲に位置する画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の値
それぞれの加重平均値である。 また、Ｋ１／Ｋ２＝１／２〜１／６ かつ ２×Ｋ１＋Ｋ２＝１ である。
行列範囲に位置する画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の値
それぞれの加重平均値である。 また、Ｋ１／Ｋ２＝１／２〜１／６ かつ ２×Ｋ１＋Ｋ２＝１ である。
【００１８】請求項９記載の発明は、請求項８記載の色
信号処理プログラムであって、前記ｎ×ｎの行列範囲
を、２×２あるいは３×３の行列範囲とすることを特徴
としている。請求項１０記載の発明は、請求項８または
９記載の色信号処理プログラムであって、前記（Ｋ１，
Ｋ２）＝（０．２５，０．５）であることを特徴として
いる。
信号処理プログラムであって、前記ｎ×ｎの行列範囲
を、２×２あるいは３×３の行列範囲とすることを特徴
としている。請求項１０記載の発明は、請求項８または
９記載の色信号処理プログラムであって、前記（Ｋ１，
Ｋ２）＝（０．２５，０．５）であることを特徴として
いる。
【００１９】請求項１１記載の発明は、請求項８または
９記載の色信号処理プログラムであって、前記（Ｋ１，
Ｋ２）＝（０．１２５，０．７５）であることを特徴と
している。請求項１２記載の発明は、請求項９〜１１の
いずれかに記載の色信号処理プログラムであって、前記
行列範囲に位置する撮像画素のＲ信号，Ｂ信号の値それ
ぞれの加重平均値および前記輝度Ｙに基づいて、ＹＣ信
号の色差Ｃを算出し、該輝度Ｙおよび色差Ｃにフィルタ
リング処理を施した後、ＲＧＢ信号に変換し、該ＲＧＢ
信号をＲＧＢ空間に規定される色信号に色空間変換する
機能をコンピュータに実現させることを特徴としてい
る。
９記載の色信号処理プログラムであって、前記（Ｋ１，
Ｋ２）＝（０．１２５，０．７５）であることを特徴と
している。請求項１２記載の発明は、請求項９〜１１の
いずれかに記載の色信号処理プログラムであって、前記
行列範囲に位置する撮像画素のＲ信号，Ｂ信号の値それ
ぞれの加重平均値および前記輝度Ｙに基づいて、ＹＣ信
号の色差Ｃを算出し、該輝度Ｙおよび色差Ｃにフィルタ
リング処理を施した後、ＲＧＢ信号に変換し、該ＲＧＢ
信号をＲＧＢ空間に規定される色信号に色空間変換する
機能をコンピュータに実現させることを特徴としてい
る。
【００２０】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の色信号処理プログラムであって、前記フィルタリング
処理は、前記輝度Ｙを表す信号に所定のハイパスフィル
タを施し、前記色差Ｃを表す信号に所定のローパスフィ
ルタを施す処理であることを特徴としている。
の色信号処理プログラムであって、前記フィルタリング
処理は、前記輝度Ｙを表す信号に所定のハイパスフィル
タを施し、前記色差Ｃを表す信号に所定のローパスフィ
ルタを施す処理であることを特徴としている。
【００２１】本発明によれば、単板式撮像センサの出力
信号から、上述の式にしたがってＹＣ信号を算出し、フ
ィルタリング処理を行う。そして、その後に色空間変換
を行い、モニタ等における各画素の色信号が生成され
る。したがって、単板式撮像センサから出力された色信
号に基づいて、適切に色信号処理を行うことができる。
即ち、画像全体について、適切な再生が可能となり、特
にエッジ部分を自然に近い状態で再生できる。
信号から、上述の式にしたがってＹＣ信号を算出し、フ
ィルタリング処理を行う。そして、その後に色空間変換
を行い、モニタ等における各画素の色信号が生成され
る。したがって、単板式撮像センサから出力された色信
号に基づいて、適切に色信号処理を行うことができる。
即ち、画像全体について、適切な再生が可能となり、特
にエッジ部分を自然に近い状態で再生できる。
【００２２】また、上述の式におけるＲ，Ｇ，Ｂの各信
号成分の係数は、従来の輝度Ｙの算出式における係数に
比べ、演算がより簡単な数値となっている。そのため、
単板式撮像センサを備える撮像装置等において、色補間
処理の処理負荷が軽減され、色補間処理に高い性能を必
要としない。
号成分の係数は、従来の輝度Ｙの算出式における係数に
比べ、演算がより簡単な数値となっている。そのため、
単板式撮像センサを備える撮像装置等において、色補間
処理の処理負荷が軽減され、色補間処理に高い性能を必
要としない。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明を適用した色信号処理方法
は、ＣＣＤ等からなる単板式撮像センサによって出力さ
れるＲＧＢ等の信号（以下、適宜「出力信号」と言
う。）を、モニタ等における各画素データを表すＹＣｂ
Ｃｒ信号（ＹＣ信号）に変換（色補間）し、フィルタリ
ング処理を施した後、色空間変換するものである。例え
ば、ＲＧＢ信号を出力信号とする場合、単板式撮像セン
サには、所定パターンで各撮像素子に、Ｒ，Ｇ，Ｂのフ
ィルタがかけられており、本発明では、これらの各色信
号からモニタ等における画素データを示すＹＣｂＣｒ信
号を適切に生成し、さらに色空間変換を行う。
は、ＣＣＤ等からなる単板式撮像センサによって出力さ
れるＲＧＢ等の信号（以下、適宜「出力信号」と言
う。）を、モニタ等における各画素データを表すＹＣｂ
Ｃｒ信号（ＹＣ信号）に変換（色補間）し、フィルタリ
ング処理を施した後、色空間変換するものである。例え
ば、ＲＧＢ信号を出力信号とする場合、単板式撮像セン
サには、所定パターンで各撮像素子に、Ｒ，Ｇ，Ｂのフ
ィルタがかけられており、本発明では、これらの各色信
号からモニタ等における画素データを示すＹＣｂＣｒ信
号を適切に生成し、さらに色空間変換を行う。
【００２４】以下、本発明に係る色信号処理方法の手順
について説明する。単板式撮像センサを構成する撮像素
子においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタが所定の配
列で設けられている。図１は、単板式撮像センサにおけ
るＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタの配列パターンを示す図であ
る。図１において、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色信号は離散
的な配列で出力されるため、特定の画素について色信号
を得る場合、その画素の近傍のＲ，Ｇ，Ｂ信号から色補
間を行う必要がある。
について説明する。単板式撮像センサを構成する撮像素
子においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタが所定の配
列で設けられている。図１は、単板式撮像センサにおけ
るＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタの配列パターンを示す図であ
る。図１において、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色信号は離散
的な配列で出力されるため、特定の画素について色信号
を得る場合、その画素の近傍のＲ，Ｇ，Ｂ信号から色補
間を行う必要がある。
【００２５】図２は、本発明に係る色信号処理の流れを
示す図である。図２において、単板式撮像センサの出力
信号に対して色補間を行い、ＹＣｂＣｒ信号を得る。そ
の後、Ｙ信号はハイパスフィルタ、Ｃｂ，Ｃｒ信号はロ
ーパスフィルタによってそれぞれ処理し、フィルタ処理
後のＹＣｂＣｒ信号をＲＧＢ信号に変換する。なお、Ｙ
ＣｂＣｒ信号に対するフィルタリング処理およびＹＣｂ
Ｃｒ信号をＲＧＢ信号に変換する処理は、従来行われて
いる処理と同様である。また、ここで得られるＲＧＢ信
号は、各画素データについて、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色
信号が生成されている。
示す図である。図２において、単板式撮像センサの出力
信号に対して色補間を行い、ＹＣｂＣｒ信号を得る。そ
の後、Ｙ信号はハイパスフィルタ、Ｃｂ，Ｃｒ信号はロ
ーパスフィルタによってそれぞれ処理し、フィルタ処理
後のＹＣｂＣｒ信号をＲＧＢ信号に変換する。なお、Ｙ
ＣｂＣｒ信号に対するフィルタリング処理およびＹＣｂ
Ｃｒ信号をＲＧＢ信号に変換する処理は、従来行われて
いる処理と同様である。また、ここで得られるＲＧＢ信
号は、各画素データについて、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色
信号が生成されている。
【００２６】さらに、図２において、生成されたＲ，
Ｇ，Ｂそれぞれの色信号をターゲットとするＲＧＢ空間
に規定されたＲ，Ｇ，Ｂ（例えば、ＮＴＳＣやｓＲＧＢ
などの規格で定義されたＲＧＢ）それぞれの色信号に色
空間変換し、その後、ホワイトバランス等の処理を施
す。なお、色空間変換の方法は、従来と同様であるため
説明を省略するが、例えば、小規模なハードウェアで高
速な処理が要求される場合は、３×３のマトリクス演算
等を利用することができる。
Ｇ，Ｂそれぞれの色信号をターゲットとするＲＧＢ空間
に規定されたＲ，Ｇ，Ｂ（例えば、ＮＴＳＣやｓＲＧＢ
などの規格で定義されたＲＧＢ）それぞれの色信号に色
空間変換し、その後、ホワイトバランス等の処理を施
す。なお、色空間変換の方法は、従来と同様であるため
説明を省略するが、例えば、小規模なハードウェアで高
速な処理が要求される場合は、３×３のマトリクス演算
等を利用することができる。
【００２７】次に、図２における色補間の方法について
説明する。図３は、単板式撮像センサの近傍４つの出力
信号から画素データを生成（補間）する方法（以下、
「２×２の補間方法」と言う。）を示す概念図である。
図３において、４つの撮像素子に囲まれた格子点に該当
する画素データを生成する場合、これら４つの撮像素子
の出力信号のうち、Ｒ信号およびＢ信号はそのまま用
い、Ｇ信号は、２つのＧ信号の平均値を用いて、輝度Ｙ
を算出する。即ち、この画素データの輝度Ｙは、
説明する。図３は、単板式撮像センサの近傍４つの出力
信号から画素データを生成（補間）する方法（以下、
「２×２の補間方法」と言う。）を示す概念図である。
図３において、４つの撮像素子に囲まれた格子点に該当
する画素データを生成する場合、これら４つの撮像素子
の出力信号のうち、Ｒ信号およびＢ信号はそのまま用
い、Ｇ信号は、２つのＧ信号の平均値を用いて、輝度Ｙ
を算出する。即ち、この画素データの輝度Ｙは、
【００２８】
【数５】
【００２９】によって算出される。なお、Ｙが算出され
ることにより、Ｃｂ＝ｋ１＊（Ｂ−Ｙ）、Ｃｒ＝ｋ２＊
（Ｒ−Ｙ）として色差Ｃｂ，Ｃｒが算出される。ここ
で、ｋ１，ｋ２は、所定の定数である。また、図４は、
単板式撮像センサの特定の画素を中心とする近傍８つの
出力信号を参照して画素データを生成する方法（以下、
「３×３の補間方法」と言う。）を示す概念図である。
図４において、３×３のＲ，Ｇ，Ｂ信号出力の行列の中
心の画素データを生成する場合、Ｂ信号は、その画素の
Ｂ信号をそのまま用いる。また、Ｒ信号は、３×３の行
列において四隅に位置する画素のＲ信号を平均して用
い、Ｇ信号は、Ｂ信号の上下左右に位置する画素の平均
値を用いる。そして、これらの平均値およびＢ信号を
（１）式に代入することにより、輝度Ｙを算出する。
ることにより、Ｃｂ＝ｋ１＊（Ｂ−Ｙ）、Ｃｒ＝ｋ２＊
（Ｒ−Ｙ）として色差Ｃｂ，Ｃｒが算出される。ここ
で、ｋ１，ｋ２は、所定の定数である。また、図４は、
単板式撮像センサの特定の画素を中心とする近傍８つの
出力信号を参照して画素データを生成する方法（以下、
「３×３の補間方法」と言う。）を示す概念図である。
図４において、３×３のＲ，Ｇ，Ｂ信号出力の行列の中
心の画素データを生成する場合、Ｂ信号は、その画素の
Ｂ信号をそのまま用いる。また、Ｒ信号は、３×３の行
列において四隅に位置する画素のＲ信号を平均して用
い、Ｇ信号は、Ｂ信号の上下左右に位置する画素の平均
値を用いる。そして、これらの平均値およびＢ信号を
（１）式に代入することにより、輝度Ｙを算出する。
【００３０】ここで、従来、ＲＧＢ信号からＹＣｂＣｒ
信号を求める際には、Ｙ＝０．３＊Ｒ＋０．６＊Ｇ＋
０．１＊Ｂとして算出している（ＮＴＳＣなどの信号の
定義）。（１）式は、従来の算出式に比べ、係数がより
単純なものとなっている。また、上述の色補間方法で
は、各画素データのＲ，Ｇ，Ｂ信号を算出し、ＹＣ信号
に変換してフィルタリング処理を施した後に、色空間変
換を行っている。そのため、従来に比べ、画像全体につ
いて、適切な再生が可能となり、特にエッジ部分を自然
に近い状態で再生できる。
信号を求める際には、Ｙ＝０．３＊Ｒ＋０．６＊Ｇ＋
０．１＊Ｂとして算出している（ＮＴＳＣなどの信号の
定義）。（１）式は、従来の算出式に比べ、係数がより
単純なものとなっている。また、上述の色補間方法で
は、各画素データのＲ，Ｇ，Ｂ信号を算出し、ＹＣ信号
に変換してフィルタリング処理を施した後に、色空間変
換を行っている。そのため、従来に比べ、画像全体につ
いて、適切な再生が可能となり、特にエッジ部分を自然
に近い状態で再生できる。
【００３１】また、（１）式におけるＲ，Ｇ，Ｂの加算
比率以外にも、以下の比率で加算する場合も、適切な輝
度Ｙを算出することが可能である。即ち、輝度Ｙは、
比率以外にも、以下の比率で加算する場合も、適切な輝
度Ｙを算出することが可能である。即ち、輝度Ｙは、
【００３２】
【数６】
【００３３】によって算出する場合にも、適切な値が得
られる。ここで、（２）式におけるＲ，Ｇ，Ｂの各係数
（０．１２５，０．７５，０．１２５）は、統計的に得
られる数値であるが、（１）式に比べ、Ｇ信号が加算さ
れる比率が高いものとなっている。これは、Ｇ信号と輝
度Ｙとの関連性が高いことによるものと考えられる。
られる。ここで、（２）式におけるＲ，Ｇ，Ｂの各係数
（０．１２５，０．７５，０．１２５）は、統計的に得
られる数値であるが、（１）式に比べ、Ｇ信号が加算さ
れる比率が高いものとなっている。これは、Ｇ信号と輝
度Ｙとの関連性が高いことによるものと考えられる。
【００３４】以上のように、本発明を適用した色補間方
法は、単板式撮像センサのＲＧＢ出力信号から、（１）
式あるいは（２）式にしたがってＹＣ信号を算出し、フ
ィルタリング処理を行う。そして、その後に色空間変換
を行い、モニタ等における各画素データが生成される。
したがって、画像全体について、適切な再生が可能とな
り、特にエッジ部分を自然に近い状態で再生できる。
法は、単板式撮像センサのＲＧＢ出力信号から、（１）
式あるいは（２）式にしたがってＹＣ信号を算出し、フ
ィルタリング処理を行う。そして、その後に色空間変換
を行い、モニタ等における各画素データが生成される。
したがって、画像全体について、適切な再生が可能とな
り、特にエッジ部分を自然に近い状態で再生できる。
【００３５】また、（１）式および（２）式における
Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号成分の係数は、従来の輝度Ｙの算出
式における係数に比べ、演算がより簡単な数値となって
いる。そのため、単板式撮像センサを備える撮像装置等
において、色補間処理の処理負荷が軽減され、色補間処
理に高い性能を必要としない。なお、本発明をデジタル
カメラ等の機器に適用する場合、ＣＣＤ等のセンサから
出力される色信号を（１）式あるいは（２）式によって
輝度Ｙに変換するハードウェアあるいはソフトウェアを
含む色補間部を備え、色補間部によって色補間処理され
た色信号に対し、フィルタリング処理および色空間変換
処理を施すことで、適切な画像を再生することができ
る。図５は、本発明を適用したデジタルカメラ１の機能
構成を示す図である。図５において、色補間部１０には
ＣＣＤからＲＧＢ信号等の色信号が入力される。また、
色補間部１０は、上述の（１）式あるいは（２）式に基
づく色補間処理が可能であり、入力された色信号を色補
間し、各画素データについて色信号成分を算出してから
ＹＣ変換・フィルタリング処理等の処理を行う（図５に
おいては、このフィルタリング処理までを色補間部１０
が行う）。次に、ＲＧＢ変換・色空間変換・ホワイトバ
ランス等を行った後（図５においては、この処理までを
ＲＧＢ処理部１１が行う）、データ圧縮処理や保存等を
行う各機能部に出力する。なお、図５において、色補間
を行う色補間部１０およびＲＧＢ空間において色をター
ゲットに合わせるための処理を行うＲＧＢ処理部１１お
よびこれに関連する部分のみを示し他の機能部分は図示
を省略する。
Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号成分の係数は、従来の輝度Ｙの算出
式における係数に比べ、演算がより簡単な数値となって
いる。そのため、単板式撮像センサを備える撮像装置等
において、色補間処理の処理負荷が軽減され、色補間処
理に高い性能を必要としない。なお、本発明をデジタル
カメラ等の機器に適用する場合、ＣＣＤ等のセンサから
出力される色信号を（１）式あるいは（２）式によって
輝度Ｙに変換するハードウェアあるいはソフトウェアを
含む色補間部を備え、色補間部によって色補間処理され
た色信号に対し、フィルタリング処理および色空間変換
処理を施すことで、適切な画像を再生することができ
る。図５は、本発明を適用したデジタルカメラ１の機能
構成を示す図である。図５において、色補間部１０には
ＣＣＤからＲＧＢ信号等の色信号が入力される。また、
色補間部１０は、上述の（１）式あるいは（２）式に基
づく色補間処理が可能であり、入力された色信号を色補
間し、各画素データについて色信号成分を算出してから
ＹＣ変換・フィルタリング処理等の処理を行う（図５に
おいては、このフィルタリング処理までを色補間部１０
が行う）。次に、ＲＧＢ変換・色空間変換・ホワイトバ
ランス等を行った後（図５においては、この処理までを
ＲＧＢ処理部１１が行う）、データ圧縮処理や保存等を
行う各機能部に出力する。なお、図５において、色補間
を行う色補間部１０およびＲＧＢ空間において色をター
ゲットに合わせるための処理を行うＲＧＢ処理部１１お
よびこれに関連する部分のみを示し他の機能部分は図示
を省略する。
【００３６】また、本実施の形態においては、２×２お
よび３×３の補間方法について説明したが、特定の画素
を中心として、ｎ×ｎ（ｎは２以上の整数）のＲ，Ｇ，
Ｂ信号出力の行列を参照して、画素データを生成するこ
とも可能である。この場合、中心からの距離に基づいて
各信号出力に重み付けを行い、それぞれの重みを加味し
た加重平均値を上述の（１）式あるいは（２）式に代入
することによって、画素データを得ることができる。
よび３×３の補間方法について説明したが、特定の画素
を中心として、ｎ×ｎ（ｎは２以上の整数）のＲ，Ｇ，
Ｂ信号出力の行列を参照して、画素データを生成するこ
とも可能である。この場合、中心からの距離に基づいて
各信号出力に重み付けを行い、それぞれの重みを加味し
た加重平均値を上述の（１）式あるいは（２）式に代入
することによって、画素データを得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、単板式撮像センサの出
力信号から、上述の式にしたがってＹＣ信号を算出し、
フィルタリング処理を行う。そして、その後に色空間変
換を行い、モニタ等における各画素の色信号が生成され
る。したがって、単板式撮像センサから出力された色信
号に基づいて、適切に色信号処理を行うことができる。
即ち、画像全体について、適切な再生が可能となり、特
にエッジ部分を自然に近い状態で再生できる。
力信号から、上述の式にしたがってＹＣ信号を算出し、
フィルタリング処理を行う。そして、その後に色空間変
換を行い、モニタ等における各画素の色信号が生成され
る。したがって、単板式撮像センサから出力された色信
号に基づいて、適切に色信号処理を行うことができる。
即ち、画像全体について、適切な再生が可能となり、特
にエッジ部分を自然に近い状態で再生できる。
【００３８】また、上述の式におけるＲ，Ｇ，Ｂの各信
号成分の係数は、従来の輝度Ｙの算出式における係数に
比べ、演算がより簡単な数値となっている。そのため、
単板式撮像センサを備える撮像装置等において、色補間
処理の処理負荷が軽減され、色補間処理に高い性能を必
要としない。
号成分の係数は、従来の輝度Ｙの算出式における係数に
比べ、演算がより簡単な数値となっている。そのため、
単板式撮像センサを備える撮像装置等において、色補間
処理の処理負荷が軽減され、色補間処理に高い性能を必
要としない。
【図１】単板式撮像センサにおけるＲ，Ｇ，Ｂの各フィ
ルタの配列パターンを示す図である。
ルタの配列パターンを示す図である。
【図２】本発明に係る色信号処理の流れを示す図であ
る。
る。
【図３】２×２の補間方法を示す概念図である。
【図４】３×３の補間方法を示す概念図である。
【図５】本発明を適用したデジタルカメラ１の機能構成
を示す図である。
を示す図である。
１ デジタルカメラ
１０ 色補間部
１１ ＲＧＢ処理部
Claims (13)
- 【請求項１】 Ｒ信号を出力する撮像素子とＧ信号を出
力する撮像素子とが繰り返し配列された第１の行と、Ｇ
信号を出力する撮像素子とＢ信号を出力する撮像素子と
が繰り返し配列された第２の行とを並列に配列した構成
を有する単板式撮像センサを備え、該単板式撮像センサ
の出力信号に基づいて、各撮像素子の出力に対応する撮
像画素の配列における所定位置の算出対象点の色信号を
生成する単板式撮像装置のための色信号処理方法であっ
て、 前記算出対象点を中心とするｎ×ｎ（ｎは２以上の整
数、以下同じ）の行列範囲に位置する撮像画素のＲ信
号，Ｇ信号，Ｂ信号の値に基づいて、以下の式に従っ
て、前記算出対象点のＹＣ信号（輝度・色差信号）の輝
度Ｙを算出することを特徴とする色信号処理方法。 【数１】 ただし、“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”は、前記行列範囲に位
置する撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の値それぞれ
の加重平均値である。また、 Ｋ１／Ｋ２＝１／２〜１／６ かつ ２×Ｋ１＋Ｋ２＝１ である。 - 【請求項２】 前記ｎ×ｎの行列範囲を、２×２あるい
は３×３の行列範囲とすることを特徴とする請求項１記
載の色信号処理方法。 - 【請求項３】 前記（Ｋ１，Ｋ２）＝（０．２５，０．
５）であることを特徴とする請求項１または２記載の色
信号処理方法。 - 【請求項４】 前記（Ｋ１，Ｋ２）＝（０．１２５，
０．７５）であることを特徴とする請求項１または２記
載の色信号処理方法。 - 【請求項５】 前記行列範囲に位置する撮像画素のＲ信
号，Ｂ信号の値それぞれの加重平均値および前記輝度Ｙ
に基づいて、ＹＣ信号の色差Ｃを算出し、該輝度Ｙおよ
び色差Ｃにフィルタリング処理を施した後、ＲＧＢ信号
に変換し、該ＲＧＢ信号をＲＧＢ空間に規定される色信
号に色空間変換することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載の色信号処理方法。 - 【請求項６】 前記フィルタリング処理は、前記輝度Ｙ
を表す信号に所定のハイパスフィルタを施し、前記色差
Ｃを表す信号に所定のローパスフィルタを施す処理であ
ることを特徴とする請求項５記載の色信号処理方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の色信号
処理方法を使用したことを特徴とする単板式撮像装置。 - 【請求項８】 Ｒ信号を出力する撮像素子とＧ信号を出
力する撮像素子とが繰り返し配列された第１の行と、Ｇ
信号を出力する撮像素子とＢ信号を出力する撮像素子と
が繰り返し配列された第２の行とを並列に配列した構成
を有する単板式撮像センサを備え、該単板式撮像センサ
の出力信号に基づいて、各撮像素子の出力に対応する撮
像画素の配列における所定位置の算出対象点の色信号を
生成するための色信号処理プログラムであって、 前記算出対象点を中心とするｎ×ｎの行列範囲に位置す
る撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の値に基づいて、
以下の式に従って、前記算出対象点のＹＣ信号（輝度・
色差信号）の輝度Ｙを算出する機能をコンピュータに実
現させることを特徴とする色信号処理プログラム。 【数２】 ただし、“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”は、前記行列範囲に位
置する撮像画素のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号の値それぞれ
の加重平均値である。 また、Ｋ１／Ｋ２＝１／２〜１／６ かつ ２×Ｋ１＋Ｋ２＝１ である。 - 【請求項９】 前記ｎ×ｎの行列範囲を、２×２あるい
は３×３の行列範囲とすることを特徴とする請求項８記
載の色信号処理プログラム。 - 【請求項１０】 前記（Ｋ１，Ｋ２）＝（０．２５，
０．５）であることを特徴とする請求項８または９記載
の色信号処理プログラム。 - 【請求項１１】 前記（Ｋ１，Ｋ２）＝（０．１２５，
０．７５）であることを特徴とする請求項８または９記
載の色信号処理プログラム。 - 【請求項１２】 前記行列範囲に位置する撮像画素のＲ
信号，Ｂ信号の値それぞれの加重平均値および前記輝度
Ｙに基づいて、ＹＣ信号の色差Ｃを算出し、該輝度Ｙお
よび色差Ｃにフィルタリング処理を施した後、ＲＧＢ信
号に変換し、該ＲＧＢ信号をＲＧＢ空間に規定される色
信号に色空間変換する機能をコンピュータに実現させる
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の色
信号処理プログラム。 - 【請求項１３】 前記フィルタリング処理は、前記輝度
Ｙを表す信号に所定のハイパスフィルタを施し、前記色
差Ｃを表す信号に所定のローパスフィルタを施す処理で
あることを特徴とする請求項１２記載の色信号処理プロ
グラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039190A JP2003244711A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 単板式撮像装置のための色信号処理方法、単板式撮像装置および色信号処理プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039190A JP2003244711A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 単板式撮像装置のための色信号処理方法、単板式撮像装置および色信号処理プログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003244711A true JP2003244711A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27780296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002039190A Withdrawn JP2003244711A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 単板式撮像装置のための色信号処理方法、単板式撮像装置および色信号処理プログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003244711A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7801355B2 (en) | 2004-02-13 | 2010-09-21 | Seiko Epson Corporation | Image processing method, image processing device, semiconductor device, electronic apparatus, image processing program, and computer-readable storage medium |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002039190A patent/JP2003244711A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7801355B2 (en) | 2004-02-13 | 2010-09-21 | Seiko Epson Corporation | Image processing method, image processing device, semiconductor device, electronic apparatus, image processing program, and computer-readable storage medium |
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