JP2006279389A - Solid-state imaging apparatus and signal processing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、4色フィルタを備えた撮像素子にて撮像した画像を信号処理する固体撮像装置およびその信号処理方法に関するものである The present invention relates to a solid-state image pickup device that performs signal processing on an image picked up by an image pickup device having a four-color filter, and a signal processing method thereof.
従来から、固体撮像装置は、撮像素子のカラーフィルタを4色にして、より広い色再現性を有する画像を生成し、ルータ特性を満足しようとするものがある。このような撮像素子では、たとえば、三原色RGBを透過するフィルタの他に、赤フィルタの負の特性を有する第2の緑フィルタ、たとえばエメラルドグリーンの色のフィルタを有するものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are some solid-state imaging devices that attempt to satisfy router characteristics by generating an image having a wider color reproducibility by using four color filters of an imaging element. Such an image sensor includes, for example, a second green filter having a negative characteristic of a red filter, for example, an emerald green color filter, in addition to a filter that transmits the three primary colors RGB.
たとえば、特許文献1に記載の画像処理装置では、4色フィルタとして、赤の光のみを透過するRフィルタ、青の光のみを透過するBフィルタ、第1の波長帯域の緑色の光のみを透過するG1フィルタ、およびG1フィルタと相関が高い、第2の波長帯域の緑色の光のみを透過するG2フィルタを最小の画素単位として構成し、これらのフィルタを透過した入射光に基づいて、画像センサが4種類の信号を生成し、これら4種類の信号に基づいて信号処理を施すことによりRGB信号を生成するものである。
For example, in the image processing apparatus described in
しかし、特許文献1に記載の画像処理装置のように、4色フィルタを備えた撮像素子を用いる場合、撮像した画像の色再現性は向上するが、三原色の一つを示す緑フィルタを介して得られる信号が半減するために、解像度の低い画像が得られてしまう。
However, when using an image sensor with a four-color filter, as in the image processing apparatus described in
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、4色フィルタを備えた撮像素子を用いる場合でも、得られる画像の解像度を低下することなく、高解像度の輝度信号が得られる固体撮像装置およびその信号処理方法を提供することを目的とする。 The present invention eliminates the disadvantages of the prior art and provides a solid-state imaging device capable of obtaining a high-resolution luminance signal without lowering the resolution of the obtained image even when an imaging device having a four-color filter is used. An object of the present invention is to provide a signal processing method.
本発明によれば、入射光を色分解し、この色分解した入射光を光電変換して撮像して、各画素の画素データに対応する第1の色成分を示す第1の色データ、第2の色成分を示す第2の色データ、第3の色成分を示す第3の色データおよび第4の色成分を示す第4の色データを生成する撮像手段と、第1、第2、第3および第4の色データを信号処理する信号処理手段とを含む固体撮像装置において、この信号処理手段は、各画素の補間処理で重視する重視特性を、この画素データに基づいて判定して判定結果を出力する判定手段と、この判定結果に応じて各画素の画素補間特性を得て、各画素の第1、第2、第3および第4の色データをこの画素補間特性に基づいて補間処理する補間処理手段とを含むことを特徴とする。 According to the present invention, the first color data indicating the first color component corresponding to the pixel data of each pixel, the first color data, and the first color data corresponding to the pixel data of each pixel are obtained by color-separating the incident light, photoelectrically converting the color separated incident light Imaging means for generating second color data indicating the second color component, third color data indicating the third color component, and fourth color data indicating the fourth color component, and first, second, In the solid-state imaging device including the signal processing means for performing signal processing on the third and fourth color data, the signal processing means determines, based on the pixel data, important characteristics that are important in the interpolation processing of each pixel. A determination means for outputting a determination result, and a pixel interpolation characteristic of each pixel is obtained according to the determination result, and the first, second, third and fourth color data of each pixel are obtained based on the pixel interpolation characteristic. Interpolation processing means for performing interpolation processing is included.
また、入射光を色分解し、この色分解した入射光を光電変換して撮像部にて撮像することにより、各画素の画素データに対応する第1の色成分を示す第1の色データ、第2の色成分を示す第2の色データ、第3の色成分を示す第3の色データおよび第4の色成分を示す第4の色データが生成される場合に、第1、第2、第3および第4の色データを信号処理する信号処理方法は、各画素の補間処理で重視する重視特性を、この画素データに基づいて判定して判定結果を出力する判定工程と、この判定結果に応じて各画素の画素補間特性を得て、各画素の第1、第2、第3および第4の色データをこの画素補間特性に基づいて補間処理する補間処理工程とを含むことを特徴とする。 In addition, the first color data indicating the first color component corresponding to the pixel data of each pixel by color-separating the incident light, photoelectrically converting the color-separated incident light and capturing an image in the imaging unit, When the second color data indicating the second color component, the third color data indicating the third color component, and the fourth color data indicating the fourth color component are generated, the first and second The signal processing method for performing signal processing on the third and fourth color data includes a determination step of determining an important characteristic important in interpolation processing of each pixel based on the pixel data and outputting a determination result, and the determination An interpolation processing step of obtaining a pixel interpolation characteristic of each pixel according to the result and interpolating the first, second, third, and fourth color data of each pixel based on the pixel interpolation characteristic. Features.
このように本発明の固体撮像装置によれば、各画素の第1および第2の緑データに基づいて、その画素の補間処理が色再現域または解像度のどちらを重視すべきかを判定して、その判定結果に基づいて補間処理を行うことにより、必要に応じてより解像度の高い画像を得ることができる。 As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, based on the first and second green data of each pixel, it is determined whether the interpolation process of the pixel should focus on the color gamut or resolution, By performing an interpolation process based on the determination result, an image with higher resolution can be obtained as necessary.
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置の実施例を詳細に説明する。 Next, an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
実施例の固体撮像装置10は、図1に示すように、被写界からの入射光を光学系12において取り込み、操作部14を操作することによりシステム制御部16、光学系駆動部18および撮像駆動部20で各部を制御して、4色フィルタを備えた撮像部22でこの被写界像を撮像するもので、撮像した色再現性の高い画像をアナログ信号処理部24およびアナログ・ディジタル(Analog/Digital:A/D)変換器26で処理してディジタル画像信号を生成し、データバス42に接続されたメモリ28、ディジタル信号処理部30、圧縮伸長処理部32、積算部34、記録部36および表示部38にてこのディジタル画像信号を処理する装置である。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 10 of the embodiment takes in incident light from an object scene in the
光学系12は、具体的な構成を図示しないが、レンズ、絞り調整機構、シャッタ機構、ズーム機構、自動焦点(Automatic Focus :AF)調整機構および自動露出(Automatic Exposure :AE)調整機構などを含むもので、赤外線(Infrared Rays:IR)カットフィルタや光学ローパスフィルタ(Low Pass Filter:LPF)を含んでもよい。
The
本実施例の光学系12は、光学系駆動部18からの駆動信号112に応じて制御されて、レンズ、絞り調節機構およびズーム機構が駆動して、所望の被写界像を取り込んで撮像部22に入射する光入射機構である。また、光学系12は、駆動信号112に応じてAE調節機構およびAF調節機構が駆動してもよい。なお、以下の説明において、各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。
The
操作部14は、操作者の指示を入力する手操作装置であり、操作者の手操作状態、たとえばシャッタボタン(図示せず)のストローク操作に応じて、操作信号102をシステム制御部16に供給する機能を有する。
The
システム制御部16は、操作部12から供給される操作信号102に応動して、本装置全体の動作を制御、統括する制御機能部で、たとえば、中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)を有するものでよい。
The
本実施例のシステム制御部16は、たとえば、操作信号102に応じて生成した制御信号104、106および108を、光学系駆動部18、撮像駆動部20およびアナログ信号処理部24にそれぞれ供給して制御するもので、また、生成した制御信号110を制御バス40に供給して、この制御バス40に接続された各部を制御する。
The
撮像部22は、具体的な構成は図示しないが、撮影画像の1画面を形成する撮像面を含み、光学系12を介してその撮像面に結像される被写界像を、撮像駆動部20からの駆動信号114に応じてアナログ電気信号116に光電変換する機能を有する。本実施例の撮像部22は、たとえば、電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)や金属酸化膜型半導体(Metal Oxide Semiconductor:MOS)等のいずれのイメージセンサでもよい。
Although a specific configuration is not illustrated, the
撮像部22における撮像面は、複数の感光部が配置されて形成され、各感光部は、色フィルタを備えて入射光を色分解し、その入射光を電気信号に光電変換するフォトダイオードなどの光センサを含んで形成される。本実施例において、複数の感光部は、三原色の一つを示す赤の光のみを透過する赤フィルタを備えた赤感光部、三原色の一つを示す青の光のみを透過する青フィルタを備えた青感光部、第1の波長帯域の緑色の光のみを透過する第1の緑フィルタを備えた第1の緑感光部、および第1の緑フィルタと相関が高い第2の波長帯域の緑色の光のみを透過する第2の緑フィルタを備えた第2の緑感光部を含む。たとえば、第1の緑フィルタは、三原色の一つを示す緑色の光のみを透過するもので、第2の緑フィルタは、赤フィルタの負の特性を有するエメラルドグリーンの色の光のみを通過するものでよい。
The imaging surface of the
撮像部22は、赤感光部、青感光部、第1の緑感光部および第2の緑感光部に基づいて一つの画素を構成しようとするもので、赤感光部、青感光部、第1の緑感光部および第2の緑感光部のそれぞれから赤データ、青データ、第1の緑データおよび第2の緑データを生成し、これらの色データに基づいて一つの画素データを得ようとするものである。また、撮像部22は、複数の画素データを得るために、赤感光部、青感光部、第1の緑感光部および第2の緑感光部をそれぞれ複数個有して複数の色データを生成するものでよい。
The
また、本実施例において、複数の感光部は、図示しないが、第1の緑感光部か第2の緑感光部かを問わず緑感光部とするとき、行方向および列方向にそれぞれ一定ピッチで正方行列的に配列され、緑感光部がストライプ状に配列され、これらの間に赤感光部および青感光部が市松模様状に配列された、いわゆるGストライプRB完全市松のパターン、行方向および列方向に1つおきに位置をずらして配列するハニカム配列を用いて、緑感光部が正方格子状に配され、さらに緑感光部を挟んで対角位置に赤感光部または青感光部が配される完全市松に配する、いわゆるハニカム型G正方格子RB完全市松パターン、または、緑感光部が市松模様に配置されて、赤感光部および青感光部の上下左右を緑感光部で囲まれ、行列の各行および各列は、緑感光部と赤感光部および青感光部のいずれかを含むように配列される、ベイヤ(Bayer)パターンなどの配列パターンで配列されてよい。ここで、緑感光部が第1の緑感光部か第2の緑感光部かを考慮する場合、所定の画素において第1の緑感光部が赤感光部に対応し、かつ第2の緑感光部が青感光部に対応するように配列されてよく、または、第1の緑感光部が青感光部に対応し、かつ第2の緑感光部が赤感光部に対応するように配列されてもよい。 Further, in this embodiment, although the plurality of photosensitive portions are not shown, when they are green photosensitive portions regardless of whether they are the first green photosensitive portion or the second green photosensitive portion, they are fixed pitches in the row direction and the column direction, respectively. Are arranged in a square matrix, the green photosensitive parts are arranged in a stripe pattern, and the red photosensitive part and the blue photosensitive part are arranged in a checkered pattern between them, so-called G stripe RB complete checkered pattern, row direction and Using a honeycomb arrangement in which every other position is shifted in the row direction, the green photosensitive parts are arranged in a square lattice, and further, the red photosensitive part or the blue photosensitive part is arranged diagonally across the green photosensitive part. The so-called honeycomb-type G square lattice RB complete checkered pattern arranged in a perfect checkered pattern, or a green photosensitive part is arranged in a checkered pattern, and the red photosensitive part and the blue photosensitive part are surrounded by the green photosensitive part, Each row and each column of the matrix It is arranged to include one of the red-sensitive portion and a blue-sensitive unit may be arranged in an array pattern such as Bayer (Bayer) pattern. Here, when considering whether the green photosensitive portion is the first green photosensitive portion or the second green photosensitive portion, the first green photosensitive portion corresponds to the red photosensitive portion and the second green photosensitive portion in a predetermined pixel. May be arranged so as to correspond to the blue photosensitive part, or the first green photosensitive part corresponds to the blue photosensitive part and the second green photosensitive part corresponds to the red photosensitive part. Also good.
アナログ信号処理部24は、システム制御部16からの制御信号108に制御されて、撮像部22からのアナログ電気信号116にアナログ信号処理を施す機能を有し、たとえば、相関二重サンプリング回路(Correlated Double Sampling:CDS)およびゲインコントロールアンプ(Gain Controlled Amplifier:GCA)などの回路によってアナログ信号処理を実行し、その結果、アナログ画像信号118を生成して出力するものでよい。
The analog
A/D変換器26は、アナログ信号処理部24からのアナログ画像信号118にアナログ・ディジタル変換処理を施してディジタル画像信号120を生成し、データバス42を介して各部に供給する。本実施例のA/D変換器26は、生成したディジタル画像信号120を、撮影準備時には、積算部34に供給し、本撮影時には、ディジタル信号処理部30に供給するが、撮影の種別に関わらずメモリ28に供給して記憶してもよい。
The A /
メモリ28は、データバス42に接続された各部で処理されたディジタル画像信号122を、データバス42を介して入力して一時蓄積する記憶装置である。
The
本実施例のディジタル信号処理部30は、制御バス40を介してシステム制御部16に制御されて、データバス42を介してA/D変換器26から入力したディジタル画像信号124にディジタル信号処理を施すもので、その結果のディジタル画像信号124を、データバス42を介してメモリ28または圧縮伸長処理部32に供給してよい。
The digital
本実施例において、ディジタル信号処理部30は、図2に示すように、ディジタル画像信号124を入力して、オフセット補正処理部52、ホワイトバランス(White Balance:WB)補正処理部54および垂直方向同時化処理部56で処理した後、色再現域判定部58で広い色再現域が必要か否かを判定し、この判定結果に応じた補間処理を補間処理部60で行い、その後、リニアマトリクス(Linear Matrix:LMTX)処理部62、ガンマ(γ)補正処理部64およびYC変換部66などで処理するものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the digital
オフセット補正処理部52は、入力のディジタル画像信号124に対して基準電圧レベルからのずれを補正し、その結果のディジタル画像信号140を出力するもので、WB補正処理部54は、ディジタル画像信号140をWB補正処理し、その結果のディジタル画像信号142を出力するものである。
The offset
垂直方向同時化処理部56は、WB補正されたディジタル画像信号142を、色データごとに同時化して、その結果、各画素の赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150を色再現域判定部58に出力する。
The vertical direction
色再現域判定部58は、所定の画素の補間処理が、色再現域または解像度のどちらの特性を重視してされるべきかを画素単位で判定するもので、所定の画素における補間処理の重視特性を第1の緑データ146および第2の緑データ148に応じて判定し、他方、赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150を、そのまま補間処理部60に出力してよい。
The color
本実施例の色再現域判定部58は、所定の画素を判定する際に、図3に示すように、比較部68でその画素の第1の緑データ146および第2の緑データ148を所定の閾値178と比較し、この比較結果に基づいて解像度または色再現域を重視特性として判定し、各画素の重視特性をそれぞれ各画素の画素補間特性として画素単位で示す判定結果152を出力する。
When the color reproduction
たとえば、色再現域判定部58は、比較部68における比較の結果、第1の緑データ144および第2の緑データ146の差の絶対値が所定の閾値178より大きい場合には色再現域を重視特性として判定し、それ以外の場合には解像度を重視特性として判定して、このように判定された重視特性をその画素の画素補間特性として示す判定結果152を出力する。
For example, if the absolute value of the difference between the first
この比較部68における比較を概念化すると、図4に示すように、第1の緑データ146と第2の緑データ148との関係を示したグラフにおいて、所定の閾値178は線180および182の間の範囲で示される。色再現域判定部58は、所定の画素における第1の緑データ146に対する第2の緑データ148が、線180および182の間にある場合にはその画素の重視特性を解像度と判定し、それ以外の場合には色再現域と判定する。
When the comparison in the
補間処理部60は、色再現域判定部58からの判定結果152に応じて、各画素の画素補間特性を得て、画素補間特性が示す色再現域または解像度を重視して各画素を補間処理するもので、たとえば、所定の画素における赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150を補間処理して、その結果の赤データ154、第1の緑データ156、第2の緑データ158および青データ160をLMTX処理部62に出力する。
The
本実施例の補間処理部60は、判定結果152に応じて、所定の画素の画素補間特性が色再現域を示す場合、図5に示すような色再現域重視用の補間フィルタ70でその画素の色データの補間処理を行い、解像度を示す場合、赤データ146および青データ150に対しては、色再現域重視用で用いた補間フィルタ70で補間処理を行い、第1の緑データ146および第2の緑データ148に対しては、図6に示すように、補間フィルタ70よりもLPFの帯域が広い解像度重視用の補間フィルタ72で補間処理を行う。
When the pixel interpolation characteristic of a predetermined pixel indicates a color gamut according to the
補間フィルタ70および72は、図5および図6に示されるように、値0、1、2および4が示されているが、実際には、この値を1/4にした補間フィルタを用いてよい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the interpolation filters 70 and 72 have
LMTX処理部62は、各画素の4色の色データにマトリクス演算を施して色再現性を高めて色補正をして3色の色データを生成するものである。たとえば、本実施例のLMTX処理部62は、所定の画素における赤データ154、第1の緑データ156、第2の緑データ158および青データ160に対して、(3×4の行列)からなる所定のマトリクス係数に基づくマトリクス演算を施し、赤データ162、緑データ164および青データ166を生成してγ補正処理部64に出力する。
The
γ補正処理部64は、撮像部22の階調特性に応じて各画素の赤データ162、緑データ164および青データ166をγ補正し、その結果の赤データ168、緑データ170および青データ172をYC変換部66に出力するものである。
The γ
YC変換部66は、三原色RGBで示される各画素の赤データ168、緑データ170および青データ172を、輝度(Y)データ174および色差(Cr、Cb)データ176に変換するものである。
The
本実施例のディジタル信号処理部30は、YC変換部66の結果の輝度データ174および色差データ176をディジタル画像信号124としてデータバス42を介して圧縮伸長処理部32に供給してよい。
The digital
圧縮伸長処理部32は、ディジタル信号処理部30からデータバス42を介してディジタル画像信号126を入力し、圧縮処理してデータバス42を介して記録部36に供給する機能と、記録部36からデータバス42を介してディジタル画像信号126を入力し、伸長処理してデータバス42を介してメモリ28に供給する機能を有する。
The compression /
積算部34は、AE調整または自動WB調整のための評価値を算出する機能を有し、本実地例では、A/D変換器26からデータバス42を介して入力したディジタル画像信号128に基づいて評価値を算出するものでよい。
The
記録部36は、圧縮伸長処理部32などからデータバス42を介して入力したディジタル画像信号130を記録する機能を有し、たとえば、半導体メモリが搭載されたメモリカードや光磁気ディスク等の回転記録体を収容したパッケージなどを用いた情報記録媒体を含んでもよく、この情報記録媒体を着脱可能にしてもよい。
The
表示部38は、ディジタル信号処理部30などからデータバス42を介して入力したディジタル画像信号132に基づいて画像表示する機能を有し、たとえば、液晶表示(Liquid Crystal Display: LCD)パネルなどが用いられる。
The
次に、この実施例の固体撮像装置10において、ディジタル信号処理部30における動作を、図7のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、まず、本装置10での撮像によりA/D変換器26でアナログ・ディジタル変換されたディジタル画像信号120が、データバス42を介してディジタル画像信号124としてディジタル信号処理部30に供給される。
Next, in the solid-state imaging device 10 of this embodiment, the operation in the digital
ディジタル信号処理部30において、ディジタル画像信号124は、オフセット補正処理部52、WB補正処理部54および垂直方向同時化処理部56で処理されて、その結果、各画素の赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150が色再現域判定部58に供給される。
In the digital
色再現域判定部58では、各画素の重視特性が判定され、たとえば、所定の画素に対する判定が開始すると(S202)、まず比較部68において、その画素の第1の緑データ144および第2の緑データ146の差の絶対値が、所定の閾値178と比較される(S204)。その結果、この絶対値が所定の閾値178より大きい場合、その画素の重視特性が色再現域と判定されてステップS206に進み、それ以外の場合、解像度と判定されてステップS208に進む。
In the color
ステップS206では、ステップS204で判定した画素の画素補間特性が色再現域を示すようにフラグを0に設定し、ステップS208では、解像度を示すようにフラグを1に設定する。 In step S206, the flag is set to 0 so that the pixel interpolation characteristic of the pixel determined in step S204 indicates a color gamut, and in step S208, the flag is set to 1 to indicate resolution.
このようにして、所定の画素の判定が終了し(S210)、全画素の画素補間特性を示すフラグが判定結果152として補間処理部60に出力される。
In this way, the determination of the predetermined pixel is completed (S210), and a flag indicating the pixel interpolation characteristics of all the pixels is output to the
次に、補間処理部60では、判定結果152に基づいて、各画素の赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150が補間処理される。このとき、判定結果152において所定の画素の画素補間特性を示すフラグが0を示す場合、その画素の各色データは、色再現域重視の補間フィルタ70で補間処理される。他方、その画素の画素補間特性を示すフラグが1を示す場合、その画素の赤データ144および青データ150は、色再現域重視の補間フィルタ70で補間処理されるが、第1の緑データ146および第2の緑データ148は、解像度重視の補間フィルタ72で補間処理される。
Next, in the
このように補間処理された各画素の赤データ154、第1の緑データ156、第2の緑データ158および青データ160は、LMTX処理部62で処理されて3色の色データが生成され、その後、γ補正処理部64およびYC変換部66で処理されて信号処理が終了する。
The
このようにして、ディジタル信号処理部30で信号処理されたディジタル画像信号124は、データバス42を介してメモリ28や圧縮伸長処理部32に供給される。
In this way, the
他の実施例として、固体撮像装置10は、図8に示すように、所定の画素の補間処理が、色再現域または解像度のどちらの特性を重視してされるべきかを画像単位で判定する色再現域判定部80を有し、補間処理部82が、色再現域判定部80の画像単位での判定結果310に応じて補間処理を施すものである。
As another embodiment, as shown in FIG. 8, the solid-state imaging device 10 determines, in image units, which characteristic of color reproduction area or resolution should be emphasized in the interpolation processing of a predetermined pixel. The color reproduction
この実施例において、色再現域判定部80は、図8に示すように、積算部34に含まれて、撮影準備などのときに、A/D変換器26からデータバス42を介して入力したディジタル画像信号128に基づいて判定を行う。また、色再現域判定部80は、ディジタル信号処理部30に含まれてもよく、独立して直接、データバス42に接続されてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the color
色再現域判定部80は、所定の画素に適した重視特性を1画像の全画素に対して順次判定し、その結果、各画素の重視特性のうち画像全体として適する重視特性を全画素の画素補間特性として示す判定結果310を補間処理部82に出力する。
The color
たとえば、色再現域判定部80は、各画素における第1の緑データ146および第2の緑データ148の差の絶対値を第1の閾値と比較し、この絶対値が第1の閾値より大きい場合の画素数、すなわち重視特性が色再現域である画素数と、それ以外の場合の画素数、すなわち重視特性が解像度である画素数とを得る。さらに、これらの画素数の差を第2の閾値と比較し、第2の閾値より大きい場合、全画素の画素補間特性として色再現域を示す判定結果310を、それ以外の場合、解像度を示す判定結果310を出力する。この第2の閾値は、第1の緑フィルタと第2の緑フィルタとの分光強度の違いに応じて決めるものでよい。
For example, the color
この比較を概念化すると、図9に示すように、第1の緑データ146と第2の緑データ148との関係を示したグラフにおいて、第1の閾値312は線314および316の間の範囲で示される。色再現域判定部80は、第1の緑データ146に対する第2の緑データ148が、線314および316の間にある数と、それ以外の数との差を第2の閾値318と比較し、その比較結果に応じてその画像の画素補間特性を解像度または色再現域と判定して判定結果310を出力する。
When this comparison is conceptualized, as shown in FIG. 9, in the graph showing the relationship between the first
また、補間処理部82は、色再現域判定部80からの画像単位での判定結果310に応じて、色再現域または解像度を重視して各画素を補間処理するもので、判定結果310が画素補間特性として色再現域を示す場合には色再現域重視用の補間フィルタ70を用いて、解像度を示す場合には解像度重視用の補間フィルタ72を用いて、各画素の赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150をそれぞれ補間処理して、赤データ302、第1の緑データ304、第2の緑データ306および青データ308を生成し、γ補正処理部64に出力する。
The
次に、この実施例の固体撮像装置10において、積算部34における動作を、図10のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、まず、本装置10での撮像によりA/D変換器26でアナログ・ディジタル変換されたディジタル画像信号120が、データバス42を介してディジタル画像信号128として積算部34に供給される。
Next, in the solid-state imaging device 10 of this embodiment, the operation in the integrating
積算部34において、ディジタル画像信号124は、その色データが積算されることによりAE調整または自動WB調整のための評価値が算出されるが、また、色再現域判定部80にも供給される。
In the
色再現域判定部58では、画像単位で適した重視特性の判定が開始し(S352)、まず、1画像において重視特性が色再現域である画素数および解像度である画素数を、それぞれ数えるカウンタeおよびgをリセットして0にする(S354)。
The color
次に、1画像における全画素に対して、順次重視特性判定が行われ、まず、全画素の重視特性判定が終了したか否かを確認する(S356)。ここで、まだ重視特性判定する画素がある場合には、ステップS358に進み、他方、全画素の重視特性判定が終了している場合、ステップS366に進む。 Next, importance characteristic determination is sequentially performed on all pixels in one image, and first, it is confirmed whether importance characteristic determination for all pixels is completed (S356). If there is still a pixel for which the emphasis characteristic is determined, the process proceeds to step S358. On the other hand, if the emphasis characteristic determination for all the pixels has been completed, the process proceeds to step S366.
ステップS358では、重視特性判定をする画素の第1の緑データ146および第2の緑データ148の差の絶対値から比較値D1を算出し、たとえば、第1の緑データ146および第2の緑データ148をそれぞれG1およびG2とするとき、数式D1=|G1-G2|で比較値D1を算出する。
In step S358, the comparison value D1 is calculated from the absolute value of the difference between the first
次に、ステップS360に進み、比較値D1が第1の閾値TH1と比較され、比較値D1が第1の閾値TH1より大きい場合、その画素の重視特性が色再現域であると判定してステップS362に進み、それ以外の場合、解像度であると判定してステップS364に進む。 Next, the process proceeds to step S360, where the comparison value D1 is compared with the first threshold value TH1, and if the comparison value D1 is greater than the first threshold value TH1, it is determined that the weighted characteristic of the pixel is the color gamut. The process proceeds to S362, and otherwise, it is determined that the resolution is set, and the process proceeds to Step S364.
ステップS362では、重視特性が色再現域である画素数のカウンタeにその画素をカウントして1を加え、ステップS364では、重視特性が解像度である画素数のカウンタgにその画素をカウントして1を加える。 In step S362, the pixel is counted and added to the counter e of the number of pixels whose importance characteristic is the color gamut, and in step S364, the pixel is counted in the counter g of the number of pixels whose importance characteristic is the resolution. Add one.
ステップS362およびS364での処理が終了すると、再び、ステップS356に戻り、このようにして、全画素について重視特性の判定が繰り返される。 When the processes in steps S362 and S364 are completed, the process returns to step S356 again, and thus the determination of the importance characteristic is repeated for all the pixels.
また、ステップS366では、重視特性が色再現域および解像度である画素数のそれぞれのカウンタeおよびgが、第2の閾値TH2と比較され、たとえば比較値D2がD2=e-gで算出されるとき、比較値D2が第2の閾値TH2より大きい場合、その画像の全画素の画素補間特性が色再現域であると判定してステップS368に進み、それ以外の場合、解像度であると判定してステップS370に進む。 In step S366, the counters e and g of the number of pixels whose emphasis characteristics are the color gamut and resolution are compared with the second threshold TH2, for example, when the comparison value D2 is calculated with D2 = eg, If the comparison value D2 is greater than the second threshold TH2, it is determined that the pixel interpolation characteristics of all the pixels of the image are the color gamut, and the process proceeds to step S368. Otherwise, the resolution is determined to be the resolution. Proceed to S370.
ステップS368では、ステップS366で判定した画像の画素補間特性が色再現域であることを示すように、判定結果310としてフラグを0にし、ステップS370では、解像度を示すように、フラグを1にする。
In step S368, the flag is set to 0 as the
このようにして、その画像に適した重視特性の判定が終了し(S372)、判定結果310が補間処理部80に出力される。
In this way, the determination of the importance characteristic suitable for the image is completed (S372), and the
ところで、補間処理部80では、判定結果310に基づいて、各画素の赤データ144、第1の緑データ146、第2の緑データ148および青データ150が補間処理される。このとき、判定結果310としてフラグが0を示す場合、1画像における全画素の各色データは、色再現域重視の補間フィルタ70で補間処理される。他方、判定結果310のフラグが1を示す場合、1画像における全画素について、赤データ144および青データ150は、色再現域重視の補間フィルタ70で補間処理されるが、第1の緑データ146および第2の緑データ148は、解像度重視の補間フィルタ72で補間処理される。
Incidentally, in the
また、補間処理部80においてこのように補間処理された各画素の赤データ302、第1の緑データ304、第2の緑データ306および青データ308は、LMTX処理部62で処理されて3色の色データが生成され、その後、γ補正処理部64およびYC変換部66で処理されて信号処理が終了する。
Further, the
また、本実施例の固体撮像装置10では、補間処理における重視特性を画素単位または画像単位で判定したが、たとえば、1画像を複数のブロックに分割し、各ブロック内の複数の画素を重視特性を判定することによって、ブロックごとに重視特性を判定してもよい。 Further, in the solid-state imaging device 10 of the present embodiment, the importance characteristics in the interpolation processing are determined in units of pixels or images. For example, one image is divided into a plurality of blocks, and the plurality of pixels in each block are regarded as the importance characteristics. It is also possible to determine the importance characteristics for each block by determining.
10 固体撮像装置
12 光学系
14 操作部
16 システム制御部
18 光学系駆動部
20 撮像駆動部
22 撮像部
24 アナログ信号処理部
26 A/D変換器
28 メモリ
30 ディジタル信号処理部
32 圧縮伸長処理部
34 積算部
36 記録部
38 表示部
40 制御バス
42 データバス
10 Solid-state imaging device
12 Optical system
14 Operation unit
16 System controller
18 Optical system drive
20 Imaging drive unit
22 Imaging unit
24 Analog signal processor
26 A / D converter
28 memory
30 Digital signal processor
32 Compression / decompression processor
34 Integration unit
36 Recording section
38 Display
40 control bus
42 Data bus
Claims (14)
第1、第2、第3および第4の色データを信号処理する信号処理手段とを含む固体撮像装置において、
前記信号処理手段は、各画素の補間処理で重視する重視特性を、前記画素データに基づいて判定して判定結果を出力する判定手段と、
前記判定結果に応じて各画素の画素補間特性を得て、各画素の第1、第2、第3および第4の色データを前記画素補間特性に基づいて補間処理する補間処理手段とを含むことを特徴とする固体撮像装置。 The incident light is color-separated, the incident light subjected to the color separation is photoelectrically converted and imaged, and first color data indicating the first color component corresponding to the pixel data of each pixel and second color component are indicated. Imaging means for generating second color data, third color data indicating a third color component, and fourth color data indicating a fourth color component;
In a solid-state imaging device including signal processing means for performing signal processing on the first, second, third, and fourth color data,
The signal processing means is configured to determine an important characteristic to be emphasized in the interpolation processing of each pixel based on the pixel data and output a determination result;
Interpolation processing means for obtaining a pixel interpolation characteristic of each pixel according to the determination result and interpolating the first, second, third and fourth color data of each pixel based on the pixel interpolation characteristic A solid-state imaging device.
前記補間処理手段は、所定の画素の第1、第2、第3および第4の色データを補間処理する際に、前記判定結果に応じて前記所定の画素に対応する前記画素補間特性に基づいて補間処理を施すことを特徴とする固体撮像装置。 5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the determination unit outputs the determination result indicating, in pixel units, the importance characteristics of each pixel as the pixel interpolation characteristics of each pixel, respectively.
The interpolation processing unit is configured to interpolate the first, second, third, and fourth color data of a predetermined pixel based on the pixel interpolation characteristic corresponding to the predetermined pixel according to the determination result. A solid-state imaging device characterized by performing interpolation processing.
前記補間処理手段は、所定の画素の第1、第2、第3および第4の色データを補間処理する際に、前記判定結果に応じて前記全画素の画素補間特性に基づいて補間処理を施すことを特徴とする固体撮像装置。 5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the determination unit indicates the importance characteristic suitable for the entire image among the importance characteristics of each pixel as the pixel interpolation characteristic of all pixels in units of images. Output the result,
The interpolation processing means performs interpolation processing based on pixel interpolation characteristics of all the pixels according to the determination result when interpolating the first, second, third and fourth color data of a predetermined pixel. A solid-state imaging device characterized by being applied.
各画素の補間処理で重視する重視特性を、前記画素データに基づいて判定して判定結果を出力する判定工程と、
前記判定結果に応じて各画素の画素補間特性を得て、各画素の第1、第2、第3および第4の色データを前記画素補間特性に基づいて補間処理する補間処理工程とを含むことを特徴とする信号処理方法。 First color data indicating a first color component corresponding to pixel data of each pixel, second color by performing color separation on incident light, photoelectrically converting the color-separated incident light, and capturing an image with an imaging unit When the second color data indicating the second color component, the third color data indicating the third color component, and the fourth color data indicating the fourth color component are generated, the first, second, second In a signal processing method for signal processing the third and fourth color data, the method includes:
A determination step of determining an importance characteristic to be emphasized in the interpolation processing of each pixel based on the pixel data and outputting a determination result;
An interpolation processing step of obtaining a pixel interpolation characteristic of each pixel according to the determination result, and interpolating the first, second, third, and fourth color data of each pixel based on the pixel interpolation characteristic. And a signal processing method.
前記補間処理工程は、所定の画素の第1、第2、第3および第4の色データを補間処理する際に、前記判定結果に応じて前記所定の画素に対応する前記画素補間特性に基づいて補間処理を施すことを特徴とする信号処理方法。 12. The signal processing method according to claim 8, wherein the determination step outputs the determination result indicating, in pixel units, the importance characteristics of each pixel as the pixel interpolation characteristics of each pixel, respectively.
The interpolation processing step is based on the pixel interpolation characteristic corresponding to the predetermined pixel according to the determination result when the first, second, third and fourth color data of the predetermined pixel are interpolated. And a signal processing method characterized by performing an interpolation process.
前記補間処理工程は、所定の画素の第1、第2、第3および第4の色データを補間処理する際に、前記判定結果に応じて前記全画素の画素補間特性に基づいて補間処理を施すことを特徴とする信号処理方法。 12. The signal processing method according to claim 8, wherein the determination step indicates the importance characteristic suitable for the entire image among the importance characteristics of each pixel as the pixel interpolation characteristic of all pixels in image units. Output the result,
In the interpolation processing step, when the first, second, third and fourth color data of a predetermined pixel are subjected to interpolation processing, interpolation processing is performed based on pixel interpolation characteristics of all the pixels according to the determination result. And a signal processing method.
14. The signal processing method according to claim 13, wherein the determination step compares the first number of pixels having the important characteristic as a color gamut and the second number of pixels having the important characteristic as a resolution with a second threshold value. As a result, when the value obtained by subtracting the second number of pixels from the first number of pixels is larger than the second threshold value, the pixel interpolation characteristic of all the pixels is set as a color gamut, and in other cases, A signal processing method, wherein the pixel interpolation characteristic of all pixels is a resolution.
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