JP2009089358A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents

Imaging apparatus and imaging method Download PDF

Info

Publication number
JP2009089358A
JP2009089358A JP2008172327A JP2008172327A JP2009089358A JP 2009089358 A JP2009089358 A JP 2009089358A JP 2008172327 A JP2008172327 A JP 2008172327A JP 2008172327 A JP2008172327 A JP 2008172327A JP 2009089358 A JP2009089358 A JP 2009089358A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
output
data
saturation level
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008172327A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5169540B2 (en
Inventor
Manabu Yamada
学 山田
Kenji Shiraishi
賢二 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2008172327A priority Critical patent/JP5169540B2/en
Priority to US12/209,599 priority patent/US7884866B2/en
Publication of JP2009089358A publication Critical patent/JP2009089358A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5169540B2 publication Critical patent/JP5169540B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus and method capable of extending a dynamic range through one photographing, without synthesizing an image from a plurality of images taken under different exposure amounts. <P>SOLUTION: In this imaging apparatus, first YUV data obtained from a pixel output produced by extrapolating single RAW-RGB data read out of an SDRAM 23 with an extended-D(Dynamic)-range extrapolation section in a YUV converting section 36, and second YUV data obtained from a pixel output to be more than a predetermined saturation level without being extrapolated with an extended-D-range extrapolation section, are loaded into a YUV composition section 37; and then third YUV data is produced in the YUV composition section 37 by combining brightness data taken out of the first YUV data and color difference data taken out of the second YUV data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置および撮像方法に関し、特に撮影画像のダイナミックレンジを拡大することができる撮像装置および撮像方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method such as a digital still camera and a digital video camera, and more particularly to an imaging apparatus and an imaging method that can expand a dynamic range of a captured image.

銀塩写真フィルムを用いる従来の銀塩カメラで撮影される画像のダイナミックレンジに比べ、CCD等の固体撮像素子を有するデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等で撮影される画像のダイナミックレンジは極めて狭い。ダイナミックレンジが狭いと、被写体の暗い部分は「黒つぶれ」といわれる現象が発生し、逆に被写体の明るい部分は「白とび」といわれる現象が発生して画像品質が低下する。   Compared to the dynamic range of images taken with a conventional silver salt camera using a silver salt photographic film, the dynamic range of images taken with a digital still camera or a digital video camera having a solid-state image sensor such as a CCD is extremely narrow. When the dynamic range is narrow, a phenomenon called “blackout” occurs in the dark part of the subject, and conversely, a phenomenon called “overexposure” occurs in the bright part of the subject, and the image quality deteriorates.

そこで、CCD等の固体撮像素子で撮像される画像のダイナミックレンジを拡大するために、例えば、同一被写体に対して露光量を変えて複数回の撮影を行い、露光量の異なる複数の画像を取得し、これらの画像を加算してダイナミックレンジが拡大された合成画像を生成する技術が従来より知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−92378号公報
Therefore, in order to expand the dynamic range of an image captured by a solid-state imaging device such as a CCD, for example, the same subject is shot multiple times with different exposure amounts to obtain a plurality of images with different exposure amounts. A technique for adding these images to generate a composite image with an expanded dynamic range has been known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-92378 A

ところで、ダイナミックレンジを拡大するために、前記特許文献1のように露光量を変えて複数回の撮影を行う方法では、移動物体の被写体を撮影したりすると、被写体が2重にずれた画像になり、正しく画像を合成できないことがある。   By the way, in order to expand the dynamic range, in the method of performing photographing a plurality of times while changing the exposure amount as in the above-mentioned Patent Document 1, when photographing a moving object, the subject is doubled. Therefore, the image may not be synthesized correctly.

そこで、本発明は、露光量を変え複数回の撮影を行って画像を合成することなく、1回の撮影によってダイナミックレンジを拡大することができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method capable of expanding the dynamic range by one shooting without changing the exposure amount and performing a plurality of shootings to combine images. .

前記目的を達成するために請求項1に記載の撮像装置は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に複数色の色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、前記各画素からの出力に対し、いずれかの画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、前記画素出力検出手段により、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の前記特定色以外のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記所定の飽和レベル以上と判定した画素出力を補間する画素出力補正処理手段と、前記画素出力補正処理手段により前記補間処理された画素出力から生成される第1YUVデータと前記画素出力補正処理手段で前記補間処理を行うことなく前記所定の飽和レベル以上に達している画素出力から生成される第2YUVデータとを取り込み、前記第1YUVデータから取り出した輝度データと前記第2YUVデータから取り出した色差データとを合成した第3YUVデータを生成するYUV合成手段と、を有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to claim 1, a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a front side of each pixel A pixel output detector that determines whether or not the output from any of the pixels has reached a predetermined saturation level or more with respect to the output from each pixel. And the pixel output detection means, when it is determined that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more, a filter other than the specific color around the filter is arranged Pixel output correction processing means for interpolating the pixel output determined to be equal to or higher than the predetermined saturation level based on the output from the processed pixels, and the pixel subjected to the interpolation processing by the pixel output correction processing means First YUV data generated from a force and second YUV data generated from a pixel output reaching the predetermined saturation level or higher without performing the interpolation processing by the pixel output correction processing means, and the first YUV data YUV combining means for generating third YUV data obtained by combining the luminance data extracted from the color data and the color difference data extracted from the second YUV data.

請求項2に記載の撮像装置は、前記画素出力検出手段で前記各画素の出力を検出する際の処理単位は、水平・垂直方向に2×2画素の大きさであることを特徴としている。   The image pickup apparatus according to claim 2 is characterized in that a processing unit when the output of each pixel is detected by the pixel output detection means is a size of 2 × 2 pixels in the horizontal and vertical directions.

請求項3に記載の撮像装置は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに前記補間させる動作を、選択して実行させるための動作選択手段を備えていることを特徴としている。   The image pickup apparatus according to claim 3, in order to select and execute the operation to perform the interpolation when the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged exceeds the predetermined saturation level. It is characterized by comprising the operation selection means.

請求項4に記載の撮像装置は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理手段から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換手段を備え、前記ビット圧縮変換手段は、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対応したデータに対する圧縮率よりも、前記飽和レベル以下における画素出力に対応したデータに対する圧縮率を小さくして圧縮することを特徴としている。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the predetermined saturation output from the pixel output correction processing means when an output of a pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached or exceeds the predetermined saturation level. Bit compression conversion means for compressing the pixel output data once expanded from the first bit number below the level to the second bit number to the first bit number again, the bit compression conversion means, The compression is performed by reducing the compression rate for the data corresponding to the pixel output at the saturation level or lower than the compression rate for the data corresponding to the pixel output in the region above the saturation level.

請求項5に記載の撮像装置は、前記飽和レベル以下で低輝度レベルにおける画素出力に対応したデータに対しては、前記ビット圧縮変換手段でビット圧縮する前とビット圧縮した後で略同じ値となるような圧縮率を用いることを特徴としている。   The imaging apparatus according to claim 5, the data corresponding to the pixel output at the low luminance level below the saturation level is substantially the same value before the bit compression by the bit compression conversion unit and after the bit compression. It is characterized by using such a compression rate.

請求項6に記載の撮像装置は、前記処理単位内に欠陥画素がある場合には、前記欠陥画素の代わりに該欠陥画素の周囲にある前記欠陥画素と同じ色のフィルタが配置された画素を用いることを特徴としている。   The imaging apparatus according to claim 6, wherein when there is a defective pixel in the processing unit, a pixel in which a filter of the same color as the defective pixel around the defective pixel is arranged instead of the defective pixel. It is characterized by use.

請求項7に記載の撮像方法は、光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に複数色の色分解フィルタが配置された撮像素子を備えた撮像装置の撮像方法において、前記各画素からの出力に対し、いずれかの画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する判定処理ステップと、前記判定処理ステップにより、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の前記特定色以外のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記所定の飽和レベル以上と判定した画素出力を補間する補間処理ステップと、前記補間処理ステップにより前記補間処理された画素出力から生成される第1YUVデータと前記補間処理ステップで前記補間処理を行うことなく前記所定の飽和レベル以上に達している画素出力から生成される第2YUVデータとを取り込み、前記第1YUVデータから取り出した輝度データと前記第2YUVデータから取り出した色差データとを合成して第3YUVデータを生成するYUV合成処理ステップと、を含むことを特徴としている。   The imaging method according to claim 7, wherein a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a plurality of color separation filters are provided on the front side of each pixel. In the imaging method of an imaging apparatus including an imaging device in which is arranged, a determination processing step for determining whether or not an output from any pixel reaches or exceeds a predetermined saturation level with respect to an output from each pixel When the determination processing step determines that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more, a filter other than the specific color around it is arranged. An interpolation processing step for interpolating a pixel output determined to be equal to or higher than the predetermined saturation level based on an output from the pixel, and a pixel output subjected to the interpolation processing by the interpolation processing step The first YUV data generated from the first YUV data and the second YUV data generated from the pixel output reaching the predetermined saturation level or higher without performing the interpolation processing in the interpolation processing step are taken out from the first YUV data. YUV composition processing step for synthesizing luminance data and color difference data extracted from the second YUV data to generate third YUV data.

請求項8に記載の撮像方法は、前記判定処理ステップで前記各画素の出力を検出する際の処理単位は、水平・垂直方向に2×2画素の大きさであることを特徴としている。   The imaging method according to an eighth aspect is characterized in that a processing unit when detecting the output of each pixel in the determination processing step is a size of 2 × 2 pixels in the horizontal and vertical directions.

請求項9に記載の撮像方法は、前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに前記補間させる動作は、動作選択手段で動作選択することにより実行されることを特徴としている。   The imaging method according to claim 9, wherein the operation of interpolating when the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged exceeds the predetermined saturation level is performed by an operation selection unit. It is characterized by being executed by selecting.

請求項10に記載の撮像方法は、前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記補間処理ステップから出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換ステップを有し、前記ビット圧縮変換ステップでは、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対応したデータに対する圧縮率よりも、前記飽和レベル以下における画素出力に対応したデータに対する圧縮率を小さくして圧縮することを特徴としている。   The imaging method according to claim 10, wherein the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged is equal to or lower than the predetermined saturation level that is output from the interpolation processing step when the output reaches the predetermined saturation level or higher. A bit compression conversion step of compressing the pixel output data once expanded from the first bit number to the second bit number into the first bit number, and in the bit compression conversion step, the saturation The compression is performed by reducing the compression rate for the data corresponding to the pixel output below the saturation level, rather than the compression rate for the data corresponding to the pixel output in the region above the level.

請求項11に記載の撮像方法は、前記飽和レベル以下で低輝度レベルにおける画素出力に対応したデータに対しては、前記ビット圧縮変換ステップでビット圧縮する前とビット圧縮した後で略同じ値となるような圧縮率を用いて圧縮することを特徴としている。   In the imaging method according to claim 11, the data corresponding to the pixel output at the low luminance level below the saturation level has substantially the same value before bit compression and after bit compression in the bit compression conversion step. It compresses using the compression rate which becomes.

請求項12に記載の撮像方法は、前記処理単位内に欠陥画素がある場合には、前記欠陥画素の代わりに該欠陥画素の周囲にある前記欠陥画素と同じ色のフィルタが配置された画素を用いることを特徴としている。   The imaging method according to claim 12, wherein when there is a defective pixel in the processing unit, a pixel in which a filter of the same color as the defective pixel around the defective pixel is arranged instead of the defective pixel. It is characterized by use.

請求項1、7に記載の発明によれば、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の飽和していない他の色のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、飽和レベル以上領域における画素出力を補間してダイナミックレンジを拡大することにより、露光量を変え複数回の撮影を行って画像を合成することなく、1回の撮影によってダイナミックレンジを拡大することができる。   According to the first and seventh aspects of the present invention, when it is determined that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached a predetermined saturation level or more, the other surroundings that are not saturated Based on the output from the pixel where the color filter is placed, the pixel output in the region above the saturation level is interpolated to expand the dynamic range, thereby changing the exposure amount and shooting multiple times to compose the image In addition, the dynamic range can be expanded by one shooting.

更に、請求項1、7に記載の発明によれば、補間処理された画素出力から生成される第1YUVデータと、補間処理を行うことなく所定の飽和レベル以上に達している画素出力から生成される第2YUVデータを取り込んで、第1YUVデータから取り出した輝度データ(Yデータ)と、第2YUVデータから取り出した色差データ(UVデータ)とを合成して、第3YUVデータを生成する。これにより、補間処理された画素出力から生成される第1YUVデータの輝度データについてのみダイナミックレンジの拡大を行い、色は元の色差データを用いることで、色相のずれを防止して正確な色の再現を行うことができる。   Further, according to the first and seventh aspects of the present invention, the first YUV data generated from the interpolated pixel output and the pixel output that has reached a predetermined saturation level or higher without performing the interpolation processing are generated. The second YUV data is taken in, and the luminance data (Y data) taken out from the first YUV data and the color difference data (UV data) taken out from the second YUV data are combined to generate third YUV data. As a result, the dynamic range is expanded only for the luminance data of the first YUV data generated from the interpolated pixel output, and the original color difference data is used as the color, thereby preventing hue shift and accurate color matching. Reproduction can be performed.

請求項3、9に記載の発明によれば、特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに補間させる動作を、動作選択手段で動作選択することにより撮影者の判断で行うことができる。   According to the third and ninth aspects of the present invention, an operation for interpolating the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged when the predetermined saturation level or higher is reached is performed by the operation selection unit. This can be done at the photographer's discretion.

請求項4、10に記載の発明によれば、飽和レベル以上領域における画素出力に対応したデータに対する圧縮率よりも、飽和レベル以下における画素出力に対応したデータに対する圧縮率を小さくして圧縮することにより、飽和レベル以下における階調性を良好に保持することができる。   According to the fourth and tenth aspects of the present invention, the compression rate for the data corresponding to the pixel output below the saturation level is made smaller than the compression rate for the data corresponding to the pixel output in the region above the saturation level, and the compression is performed. As a result, it is possible to satisfactorily maintain the gradation property below the saturation level.

請求項5、11に記載の発明によれば、飽和レベル以下で低輝度レベルにおける画素出力に対応したデータに対しては、ビット圧縮する前とビット圧縮した後で略同じ値となるような圧縮率を用いることにより、低輝度レベルにおける階調性を良好に保持することができる。   According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the compression corresponding to the pixel output at the low luminance level and below the saturation level is compressed so as to have substantially the same value before the bit compression and after the bit compression. By using the rate, the gradation at a low luminance level can be maintained satisfactorily.

請求項6、12に記載の発明によれば、処理単位内に欠陥画素がある場合には、欠陥画素の代わりに該欠陥画素の周囲にある前記欠陥画素と同じ色のフィルタが配置された画素を用いることにより、特定色のフィルタが配置された画素の出力が飽和レベル以上に達しているか否かを判定処理する際に、欠陥画素を用いることがなくなるので、特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、所定の飽和レベル以上に達しているときに精度の高い補間を行うことができる。   According to the invention described in claims 6 and 12, when there is a defective pixel in the processing unit, a pixel in which a filter of the same color as the defective pixel around the defective pixel is arranged instead of the defective pixel. By using this, a defective pixel is not used when determining whether or not the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the saturation level or higher. Therefore, the filter of the specific color is arranged Highly accurate interpolation can be performed when the pixel output reaches or exceeds a predetermined saturation level.

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
〈実施形態1〉
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
<Embodiment 1>

図1(a)は、本発明の実施形態1に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ(以下、「デジタルカメラ」という)を示す正面図、図1(b)は、その上面図、図1(c)は、その背面図、図2は、図1(a),(b),(c)に示したデジタルカメラ内のシステム構成の概要を示すブロック図である。   FIG. 1A is a front view showing a digital still camera (hereinafter referred to as “digital camera”) as an example of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1 (c) is a rear view thereof, and FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a system configuration in the digital camera shown in FIGS. 1 (a), (b), and (c).

(デジタルカメラの外観構成)
図1(a),(b),(c)に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ1の上面側には、レリーズボタン(シャッタボタン)2、電源ボタン3、撮影・再生切替ダイアル4が設けられており、デジタルカメラ1の正面(前面)側には、撮影レンズ系5を有する鏡胴ユニット6、ストロボ発光部(フラッシュ)7、光学ファインダ8が設けられている。
(Appearance structure of digital camera)
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, a release button (shutter button) 2, a power button 3, a shooting / playback switching dial 4 are provided on the upper surface side of the digital camera 1 according to the present embodiment. In the front (front) side of the digital camera 1, a lens barrel unit 6 having a photographing lens system 5, a strobe light emitting unit (flash) 7, and an optical viewfinder 8 are provided.

デジタルカメラ1の背面側には、液晶モニタ(LCD)9、前記光学ファインダ8の接眼レンズ部8a、広角側ズーム(W)スイッチ10、望遠側ズーム(T)スイッチ11、メニュー(MENU)ボタン12、確定ボタン(OKボタン)13等が設けられている。また、デジタルカメラ1の側面内部には、撮影した画像データを保存するためのメモリカード14(図2参照)を収納するメモリカード収納部15が設けられている。   On the back side of the digital camera 1, there are a liquid crystal monitor (LCD) 9, an eyepiece 8 a of the optical viewfinder 8, a wide-angle zoom (W) switch 10, a telephoto zoom (T) switch 11, and a menu (MENU) button 12. , A confirmation button (OK button) 13 and the like are provided. Further, a memory card storage unit 15 for storing a memory card 14 (see FIG. 2) for storing captured image data is provided inside the side surface of the digital camera 1.

(デジタルカメラのシステム構成)
図2に示すように、このデジタルカメラ1は、鏡胴ユニット6の撮影レンズ系5を通して入射される被写体画像が受光面上に結像する固体撮像素子としてのCCD20、CCD20から出力される電気信号(アナログRGB画像信号)をデジタル信号に処理するアナログフロントエンド部(以下、「AFE部」という)21、AFE部21から出力されるデジタル信号を処理する信号処理部22、データを一時的に格納するSDRAM23、制御プログラム等が記憶されたROM24、鏡胴ユニット6を駆動するモータドライバ25等を有している。
(Digital camera system configuration)
As shown in FIG. 2, the digital camera 1 includes a CCD 20 serving as a solid-state imaging device on which a subject image incident through a photographing lens system 5 of a lens barrel unit 6 forms an image on a light receiving surface, and electrical signals output from the CCD 20. An analog front-end unit (hereinafter referred to as “AFE unit”) 21 that processes (analog RGB image signal) into a digital signal, a signal processing unit 22 that processes a digital signal output from the AFE unit 21, and temporarily stores data SDRAM 23 for controlling, ROM 24 for storing a control program, a motor driver 25 for driving the lens barrel unit 6 and the like.

鏡胴ユニット6は、ズームレンズやフォーカスレンズ等を有する撮影レンズ系5、絞りユニット26、メカシャッタユニット27を備えており、撮影レンズ系5、絞りユニット26、メカシャッタユニット27の各駆動ユニットは、モータドライバ25によって駆動される。モータドライバ25は、信号処理部22の制御部(CPU)28からの駆動信号により駆動制御される。   The lens barrel unit 6 includes a photographic lens system 5 having a zoom lens, a focus lens, and the like, an aperture unit 26, and a mechanical shutter unit 27. The drive units of the photographic lens system 5, the aperture unit 26, and the mechanical shutter unit 27 are as follows. It is driven by the motor driver 25. The motor driver 25 is driven and controlled by a drive signal from a control unit (CPU) 28 of the signal processing unit 22.

CCD20は、CCD20を構成する複数の画素上にRGB原色フィルタ(図7参照:以下、「RGBフィルタ」という)が配置されており、RGB3原色に対応した電気信号(アナログRGB画像信号)が出力される。   In the CCD 20, RGB primary color filters (see FIG. 7: hereinafter referred to as “RGB filters”) are arranged on a plurality of pixels constituting the CCD 20, and electrical signals (analog RGB image signals) corresponding to the RGB three primary colors are output. The

AFE部21は、CCD20を駆動するTG(タイミング信号発生部)30、CCD20から出力される電気信号(アナログRGB画像信号)をサンプリングするCDS(相関2重サンプリング部)31、CDS31にてサンプリングされた画像信号のゲインを調整するAGC(アナログ利得制御部)32、AGC32でゲイン調整された画像信号をデジタル信号(以下、「RAW−RGBデータ」という)に変換するA/D変換部33を備えている。   The AFE unit 21 is sampled by a TG (timing signal generating unit) 30 that drives the CCD 20, a CDS (correlated double sampling unit) 31 that samples an electrical signal (analog RGB image signal) output from the CCD 20, and the CDS 31. An AGC (analog gain controller) 32 that adjusts the gain of the image signal, and an A / D converter 33 that converts the image signal gain-adjusted by the AGC 32 into a digital signal (hereinafter referred to as “RAW-RGB data”) are provided. Yes.

信号処理部22は、AFE部21のTG30へ画面水平同期信号(HD)と画面垂直同期信号(VD)の出力を行い、これらの同期信号に合わせて、AFE部21のA/D変換部33から出力されるRAW−RGBデータを取り込むCCDインターフェース(以下、「CCDI/F」という)34と、SDRAM23を制御するメモリコントローラ35と、取り込んだRAW−RGBデータを表示や記録が可能なYUV形式の画像データに変換するYUV変換部36と、後述するYUV合成部37と、表示や記録される画像データのサイズに合わせて画像サイズを変更するリサイズ処理部38と、画像データの表示出力を制御する表示出力制御部39と、画像データをJPEG形成などで記録するためのデータ圧縮部40と、画像データをメモリカード14へ書き込み、又はメモリカード14に書き込まれた画像データを読み出すメディアインターフェース(以下、「メディアI/F」という)41と、操作部42からの操作入力情報に基づき、ROM24に記憶された制御プログラムに基づいてデジタルカメラ1全体のシステム制御等を行う制御部(CPU)28を備えている。   The signal processing unit 22 outputs a screen horizontal synchronization signal (HD) and a screen vertical synchronization signal (VD) to the TG 30 of the AFE unit 21, and an A / D conversion unit 33 of the AFE unit 21 in accordance with these synchronization signals. CCD interface (hereinafter referred to as “CCD I / F”) 34 that captures RAW-RGB data output from the CPU, a memory controller 35 that controls the SDRAM 23, and a YUV format that can display and record the captured RAW-RGB data. A YUV conversion unit 36 for converting to image data, a YUV composition unit 37 to be described later, a resize processing unit 38 for changing the image size in accordance with the size of image data to be displayed or recorded, and a display output of the image data are controlled. A display output control unit 39, a data compression unit 40 for recording image data by JPEG formation, etc., and image data Based on the operation input information from the media interface (hereinafter referred to as “media I / F”) 41 for reading the image data written to the re-card 14 or the image data written to the memory card 14 and the control stored in the ROM 24. A control unit (CPU) 28 that performs system control and the like of the entire digital camera 1 based on a program is provided.

操作部42は、デジタルカメラ1(図1(a),(b),(c)参照)の外観表面に設けられているレリーズボタン2、電源ボタン3、撮影・再生切替ダイアル4、広角側ズームスイッチ10、望遠側ズームスイッチ11、メニューボタン12、確定ボタン13等であり、撮影者の操作によって所定の動作指示信号が制御部28に入力される。   The operation unit 42 includes a release button 2, a power button 3, a shooting / playback switching dial 4, and a wide-angle zoom provided on the external surface of the digital camera 1 (see FIGS. 1A, 1B, and 1C). The switch 10, the telephoto zoom switch 11, the menu button 12, the confirm button 13, etc., and a predetermined operation instruction signal is input to the control unit 28 by the photographer's operation.

SDRAM23には、CCDI/F34に取り込まれたRAW−RGBデータが保存されると共に、YUV変換部36で変換処理されたYUVデータ(YUV形式の画像データ)およびYUV合成部37で合成処理されたYUVデータ(詳細は後述する)が保存され、更に、データ圧縮部40で圧縮処理されたJPEG形成などの画像データ等が保存される。   In the SDRAM 23, the RAW-RGB data captured by the CCD I / F 34 is stored, and the YUV data (YUV format image data) converted by the YUV converter 36 and the YUV combined by the YUV combiner 37 are combined. Data (details will be described later) are stored, and image data such as JPEG data compressed by the data compression unit 40 is stored.

なお、前記YUVデータのYUVは、輝度データ(Y)と、色差(輝度データと青色(B)データの差分(U)と、輝度データと赤色(R)の差分(V))の情報で色を表現する形式である。   The YUV of the YUV data is color information based on luminance data (Y), color difference (difference (U) between luminance data and blue (B) data, and difference (V) between luminance data and red (R)). Is a format that expresses

(デジタルカメラのモニタリング動作、静止画撮影動作)
次に、前記したデジタルカメラ1のモニタリング動作と静止画撮影動作について説明する。このデジタルカメラ1は、静止画撮影モード時には、以下に説明するようなモニタリング動作を実行しながら静止画撮影動作が行われる。
(Digital camera monitoring and still image shooting)
Next, the monitoring operation and still image shooting operation of the digital camera 1 will be described. In the still image shooting mode, the digital camera 1 performs a still image shooting operation while executing a monitoring operation as described below.

先ず、撮影者が電源ボタン3をONし、撮影・再生切替ダイアル4を撮影モードに設定することで、デジタルカメラ1が記録モードで起動する。電源ボタン3がONされて、撮影・再生切替ダイアル4が撮影モードに設定されたことを制御部28が検知すると、制御部28はモータドライバ25に制御信号を出力して、鏡胴ユニット6を撮影可能位置に移動させ、かつ、CCD20、AFE部21、信号処理部22、SDRAM23、ROM24、液晶モニタ9等を起動させる。   First, when the photographer turns on the power button 3 and sets the photographing / playback switching dial 4 to the photographing mode, the digital camera 1 is activated in the recording mode. When the control unit 28 detects that the power button 3 is turned on and the shooting / playback switching dial 4 is set to the shooting mode, the control unit 28 outputs a control signal to the motor driver 25 to switch the lens barrel unit 6. The camera 20 is moved to a photographing position and the CCD 20, the AFE unit 21, the signal processing unit 22, the SDRAM 23, the ROM 24, the liquid crystal monitor 9 and the like are activated.

そして、鏡胴ユニット6の撮影レンズ系5を被写体に向けることにより、撮影レンズ系5を通して入射される被写体画像がCCD20の各画素の受光面上に結像する。そして、CCD20から出力される被写体画像に応じた電気信号(アナログRGB画像信号)は、CDS31、AGC32を介してA/D変換部33に入力され、A/D変換部33により12ビット(bit)のRAW−RGBデータに変換する。   Then, by directing the photographic lens system 5 of the lens barrel unit 6 toward the subject, a subject image incident through the photographic lens system 5 is formed on the light receiving surface of each pixel of the CCD 20. Then, an electrical signal (analog RGB image signal) corresponding to the subject image output from the CCD 20 is input to the A / D conversion unit 33 via the CDS 31 and the AGC 32, and 12 bits (bit) by the A / D conversion unit 33. To RAW-RGB data.

このRAW−RGBデータは、信号処理部22のCCDI/F34に取り込まれてメモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存される。そして、SDRAM23から読み出されたRAW−RGBデータは、YUV変換部36で表示可能な形式であるYUVデータ(YUV信号)に変換された後に、メモリコントローラ35を介してSDRAM23にYUVデータが保存される。   This RAW-RGB data is taken into the CCD I / F 34 of the signal processing unit 22 and stored in the SDRAM 23 via the memory controller 35. The RAW-RGB data read from the SDRAM 23 is converted into YUV data (YUV signal) in a format that can be displayed by the YUV converter 36, and then the YUV data is stored in the SDRAM 23 via the memory controller 35. The

そして、SDRAM23からメモリコントローラ35を介して読み出したYUVデータは、表示出力制御部39を介して液晶モニタ(LCD)9へ送られ、撮影画像(動画)が表示される。前記した液晶モニタ(LCD)9に撮影画像を表示しているモニタリング時においては、CCDI/F34による画素数の間引き処理により1/30秒の時間で1フレームを読み出している。   The YUV data read from the SDRAM 23 via the memory controller 35 is sent to the liquid crystal monitor (LCD) 9 via the display output control unit 39, and a photographed image (moving image) is displayed. At the time of monitoring in which a photographed image is displayed on the liquid crystal monitor (LCD) 9 described above, one frame is read out in a time of 1/30 second by thinning out the number of pixels by the CCD I / F 34.

なお、このモニタリング動作時は、電子ファインダとして機能する液晶モニタ(LCD)9に撮影画像が表示されているだけで、まだレリーズボタン2が押圧(半押も含む)操作されていない状態である。   In this monitoring operation, the photographed image is only displayed on the liquid crystal monitor (LCD) 9 functioning as an electronic viewfinder, and the release button 2 is not yet pressed (including half-pressed).

この撮影画像の液晶モニタ(LCD)9への表示によって、撮影画像を撮影者が確認することができる。なお、表示出力制御部39からTVビデオ信号として出力して、ビデオケーブルを介して外部のTV(テレビ)に撮影画像(動画)を表示することもできる。   The photographer can confirm the photographed image by displaying the photographed image on the liquid crystal monitor (LCD) 9. In addition, it can output as a TV video signal from the display output control part 39, and a picked-up image (moving image) can also be displayed on external TV (television) via a video cable.

そして、信号処理部22のCCDI/F34は、取り込まれたRAW−RGBデータより、AF(自動合焦)評価値、AE(自動露出)評価値、AWB(オートホワイトバランス)評価値を算出する。   The CCD I / F 34 of the signal processing unit 22 calculates an AF (automatic focus) evaluation value, an AE (automatic exposure) evaluation value, and an AWB (auto white balance) evaluation value from the captured RAW-RGB data.

AF評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、AF動作時(合焦検出動作時)には、撮影レンズ系5内の各フォーカスレンズ位置におけるAF評価値を取得して、その極大になる点を合焦検出位置としてAF動作が実行される。   The AF evaluation value is calculated by, for example, the output integrated value of the high frequency component extraction filter or the integrated value of the luminance difference between adjacent pixels. When in the in-focus state, the edge portion of the subject is clear, so the high frequency component is the highest. By utilizing this, at the time of AF operation (at the time of focus detection operation), an AF evaluation value at each focus lens position in the photographing lens system 5 is acquired, and the point where the maximum is obtained is used as the focus detection position for AF. The action is executed.

AE評価値とAWB評価値は、RAW−RGBデータにおけるRGB値のそれぞれの積分値から算出される。例えば、CCD20の全画素の受光面に対応した画面を256エリアに等分割(水平16分割、垂直16分割)し、それぞれのエリアのRGB積算を算出する。   The AE evaluation value and the AWB evaluation value are calculated from the integrated values of the RGB values in the RAW-RGB data. For example, the screen corresponding to the light receiving surfaces of all the pixels of the CCD 20 is equally divided into 256 areas (16 horizontal divisions and 16 vertical divisions), and the RGB integration of each area is calculated.

そして、制御部28は、算出されたRGB積算値を読み出し、AE処理では、画面のそれぞれのエリアの輝度を算出して、輝度分布から適正な露光量を決定する。決定した露光量に基づいて、露光条件(CCD20の電子シャッタ回数、絞りユニット26の絞り値等)を設定する。また、AWB処理では、RGBの分布から被写体の光源の色に合わせたAWBの制御値を決定する。このAWB処理により、YUV変換部36でYUVデータに変換処理するときのホワイトバランスを合わせる。なお、前記したAE処理とAWB処理は、前記モニタリング時には連続的に行われている。   Then, the control unit 28 reads the calculated RGB integrated value, and in the AE process, calculates the luminance of each area of the screen and determines an appropriate exposure amount from the luminance distribution. Based on the determined exposure amount, exposure conditions (the number of electronic shutters of the CCD 20, the aperture value of the aperture unit 26, etc.) are set. In the AWB process, an AWB control value that matches the color of the light source of the subject is determined from the RGB distribution. By this AWB process, white balance is adjusted when the YUV conversion unit 36 performs conversion to YUV data. The AE process and AWB process described above are continuously performed during the monitoring.

そして、前記したモニタリング動作時に、レリーズボタン2が押圧(半押しから全押し)操作される静止画撮影動作が開始されると、合焦位置検出動作であるAF動作と静止画記録処理が行われる。   When the still image shooting operation in which the release button 2 is pressed (half-pressed to full-press) is started during the monitoring operation described above, the AF operation and the still image recording process that are the focus position detection operations are performed. .

即ち、レリーズボタン2が押圧(半押しから全押し)操作されると、制御部28からモータドライバ25への駆動指令により撮影レンズ系5のフォーカスレンズが移動し、例えば、いわゆる山登りAFと称されるコントラスト評価方式のAF動作が実行される。   That is, when the release button 2 is pressed (half-pressed to full-pressed), the focus lens of the photographing lens system 5 is moved by a drive command from the control unit 28 to the motor driver 25, and is referred to as so-called hill-climbing AF, for example. The contrast evaluation AF operation is executed.

AF(合焦)対象範囲が無限から至近までの全領域であった場合、撮影レンズ系5のフォーカスレンズは、至近から無限、又は無限から至近までの間の各フォーカス位置に移動し、CCDI/F34で算出されている各フォーカス位置における前記AF評価値を制御部28が読み出す。そして、各フォーカス位置のAF評価値が極大になる点を合焦位置としてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、合焦させる。   When the AF (focusing) target range is the entire region from infinity to close, the focus lens of the photographing lens system 5 moves to each focus position from close to infinity, or from infinity to close, and CCDI / The control unit 28 reads out the AF evaluation value at each focus position calculated in F34. Then, the focus lens is moved to the in-focus position with the point where the AF evaluation value at each focus position is maximized as the in-focus position, and in-focus.

そして、前記したAE処理が行われ、露光完了時点で、制御部28からモータドライバ25への駆動指令によりメカシャッタユニット27が閉じられ、CCD20から静止画用のアナログRGB画像信号が出力される。そして、前記モニタリング時と同様に、AFE部21のA/D変換部33によりRAW−RGBデータに変換される。   Then, the AE process described above is performed, and when the exposure is completed, the mechanical shutter unit 27 is closed by a drive command from the control unit 28 to the motor driver 25, and an analog RGB image signal for a still image is output from the CCD 20. As in the monitoring, the A / D conversion unit 33 of the AFE unit 21 converts the data into RAW-RGB data.

そして、このRAW−RGBデータは、信号処理部22のCCDI/F34に取り込まれ、後述するYUV変換部36でYUVデータに変換されて、メモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存される。そして、このYUVデータはSDRAM23から読み出されて、リサイズ処理部38で記録画素数に対応するサイズに変換され、データ圧縮部40でJPEG形式等の画像データへと圧縮される。圧縮されたJPEG形式等の画像データは、SDRAM23に書き戻された後にメモリコントローラ35を介してSDRAM23から読み出され、メディアI/F41を介してメモリカード14に保存される。   The RAW-RGB data is taken into the CCD I / F 34 of the signal processing unit 22, converted into YUV data by a YUV conversion unit 36 described later, and stored in the SDRAM 23 via the memory controller 35. The YUV data is read from the SDRAM 23, converted into a size corresponding to the number of recorded pixels by the resizing processing unit 38, and compressed to image data in the JPEG format or the like by the data compression unit 40. The compressed image data in JPEG format or the like is written back to the SDRAM 23, then read from the SDRAM 23 via the memory controller 35, and stored in the memory card 14 via the media I / F 41.

(YUV変換部36によるダイナミックレンジ拡大処理)
本実施形態に係るデジタルカメラ1のYUV変換部36は、ダイナミックレンジを拡大するためのダイナミックレンジ拡大処理機能を有している。
(Dynamic range expansion processing by the YUV converter 36)
The YUV conversion unit 36 of the digital camera 1 according to the present embodiment has a dynamic range expansion processing function for expanding the dynamic range.

デジタルカメラ1のCCD20を構成する各画素上には、ベイヤ配列のRGBフィルタ(図7参照)が配置されているが、太陽光のように広い波長帯域を持つ光に対して、通常のRGBフィルタは各色毎に輝度に対する感度が異なっている。   A Bayer array RGB filter (see FIG. 7) is arranged on each pixel constituting the CCD 20 of the digital camera 1, but a normal RGB filter for light having a wide wavelength band such as sunlight. Have different luminance sensitivities for each color.

例えば、図3に示すように、G(グリーン)フィルタの感度が、R(レッド)フィルタ、B(ブルー)フィルタの2倍程度の感度を有するRGBフィルタ(図3のa、b、c)を有するCCD20の場合、太陽光のように広い波長帯域を持つ光が同じだけRGBフィルタに入射したときに、R、Bフィルタの各画素出力に対してGフィルタ(図3のcの斜線部分)の画素出力の方が先に飽和レベルAに達してしまう。なお、図3において、fはGフィルタの画素感度特性、gはR、Bフィルタの各画素感度特性であり、Gフィルタの画素感度特性は、R、Bフィルタの各画素感度特性の2倍程度の感度を有している。   For example, as shown in FIG. 3, an RGB filter (a, b, c in FIG. 3) has a sensitivity of a G (green) filter that is about twice that of an R (red) filter and a B (blue) filter. In the case of the CCD 20 having the same, when the same amount of light having a wide wavelength band, such as sunlight, is incident on the RGB filter, the G filter (shaded portion in FIG. 3c) is applied to each pixel output of the R and B filters. The pixel output first reaches the saturation level A. In FIG. 3, f is the pixel sensitivity characteristic of the G filter, g is the pixel sensitivity characteristic of the R and B filters, and the pixel sensitivity characteristic of the G filter is about twice the pixel sensitivity characteristics of the R and B filters. It has the sensitivity of.

ところで、従来のRGBフィルタを有するCCDなどの固体撮像素子を有するデジタルカメラでは、図3のa、b、cのRGBフィルタのように、感度の高いGフィルタの画素出力に応じた飽和レベルAに合わせてダイナミックレンジの範囲を設定している。即ち、Gフィルタの画素出力が飽和レベルAに達している場合でも、R、Bフィルタの画素出力は飽和レベルAの1/2程度である。   By the way, in a digital camera having a solid-state image sensor such as a CCD having a conventional RGB filter, a saturation level A corresponding to the pixel output of a highly sensitive G filter, such as the RGB filters of a, b, and c in FIG. In addition, the dynamic range is set. That is, even when the pixel output of the G filter reaches the saturation level A, the pixel output of the R and B filters is about ½ of the saturation level A.

これに対して、本発明では、図3のd、eのRGBフィルタのように、Gフィルタの画素出力が飽和レベルAを超えていても、R、Bフィルタの各画素出力が飽和レベルAを超えていない範囲内にあるときに、R、Bフィルタの各画素出力レベルから、R、Bフィルタの各画素感度特性(図3のg)とGフィルタの画素感度特性(図3のf)とに基づいてGフィルタの画素出力レベルを予測補間(一点鎖線部分)し、この予測補間した分だけダイナミックレンジを拡大するようにした。   On the other hand, in the present invention, even if the pixel output of the G filter exceeds the saturation level A, as in the RGB filters of d and e in FIG. From within the pixel output level of the R and B filters, the pixel sensitivity characteristics of the R and B filters (g in FIG. 3) and the pixel sensitivity characteristics of the G filter (f in FIG. 3) Based on the above, the pixel output level of the G filter is subjected to predictive interpolation (dotted line portion), and the dynamic range is expanded by this predicted interpolation.

以下、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理動作について説明する。   The dynamic range expansion processing operation in this embodiment will be described below.

本実施形態では、撮影者がメニュー(MENU)ボタン12(図1(C)参照)を押圧操作することにより、例えば、図4に示すような撮影設定画面が液晶モニタ(LCD)9に表示され、この表示画面から「ダイナミックレンジ2倍」の項目を選択することにより、制御部28からYUV変換部36へ制御信号が出力され、ダイナミックレンジを2倍に拡大する処理動作が実行される。   In the present embodiment, when the photographer presses the menu (MENU) button 12 (see FIG. 1C), for example, a photographing setting screen as shown in FIG. 4 is displayed on the liquid crystal monitor (LCD) 9. By selecting the item “dynamic range doubling” from this display screen, a control signal is output from the control unit 28 to the YUV conversion unit 36, and a processing operation to double the dynamic range is executed.

例えば、被写体の背景の一部に極端に明るい部分がある場合などに、撮影者の判断によりメニュー(MENU)ボタン12を押圧操作して「ダイナミックレンジ2倍」の項目を選択することにより、ダイナミックレンジの拡大処理が行われる。   For example, when there is an extremely bright part of the background of the subject, the menu (MENU) button 12 is pressed according to the photographer's judgment and the item “dynamic range double” is selected to Range expansion processing is performed.

なお、本実施形態では、前記したようにGフィルタの画素感度特性が、R、Bフィルタの各画素感度特性の2倍程度の感度を有していることを前提としているため、極端に赤い光源下や青い光源下では、Gフィルタの画素感度よりもR、Bフィルタの画素感度の方が飽和してしまう場合がある。このような状況下で前記したダイナミックレンジの拡大処理を行うと正確な諧調および色再現が得られないので、このような場合には撮影者の判断により、前記した「ダイナミックレンジ2倍」の項目を選択しないようにする。   In the present embodiment, as described above, it is assumed that the pixel sensitivity characteristic of the G filter has a sensitivity about twice that of each pixel sensitivity characteristic of the R and B filters. Under the blue light source, the pixel sensitivity of the R and B filters may be saturated rather than the pixel sensitivity of the G filter. If the dynamic range expansion process described above is performed under such circumstances, accurate gradation and color reproduction cannot be obtained. In such a case, the item “dynamic range doubling” described above is determined by the photographer. Do not select.

ダイナミックレンジの拡大処理は、YUV変換部36で行われる。図5に示すように、YUV変換部36は、ダイナミックレンジ拡大予測補間部(以下、「Dレンジ拡大予測補間部」という)50、ビット圧縮変換部51、ホワイトバランス制御部52、同時化部53、トーンカーブ変換部54、RGB−YUV変換部55、画像サイズコンバータ部56、輝度ヒストグラム生成部57、エッジエンハンス部58を備えている。   The dynamic range expansion process is performed by the YUV conversion unit 36. As shown in FIG. 5, the YUV conversion unit 36 includes a dynamic range expansion prediction interpolation unit (hereinafter referred to as “D range expansion prediction interpolation unit”) 50, a bit compression conversion unit 51, a white balance control unit 52, and a synchronization unit 53. A tone curve converter 54, an RGB-YUV converter 55, an image size converter 56, a luminance histogram generator 57, and an edge enhancer 58.

そして、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理では、RAW−RGBデータ(図5のA)がDレンジ拡大予測補間部50に入力される後述する第1の処理と、RAW−RGBデータ(図5のB)がDレンジ拡大予測補間部50側に入力されることなくホワイトバランス制御部52に入力される後述する第2の処理を実行する。最初に前記第1の処理について説明する。なお、Dレンジ拡大予測補間部50に入力されるRAW−RGBデータ(図5のA)と、Dレンジ拡大予測補間部50側に入力されることなくホワイトバランス制御部52に入力されるRAW−RGBデータ(図5のB)は、SDRAM23から読み出される一つのRAW−RGBデータである。   In the dynamic range expansion process according to the present embodiment, RAW-RGB data (A in FIG. 5) is input to the D range expansion prediction interpolation unit 50, which will be described later, and RAW-RGB data (FIG. 5). B) is input to the white balance control unit 52 without being input to the D range expansion prediction interpolation unit 50 side. First, the first process will be described. The RAW-RGB data (A in FIG. 5) input to the D range expansion prediction interpolation unit 50 and the RAW− input to the white balance control unit 52 without being input to the D range expansion prediction interpolation unit 50 side. The RGB data (B in FIG. 5) is one RAW-RGB data read from the SDRAM 23.

(第1の処理)
図6に示すように、Dレンジ拡大予測補間部50は、SDRAM23から読み出したRAW−RGBデータ(図5のA)からRGBフィルタを設けた各画素の画素出力を検出するとともに、感度が一番高いGフィルタを設けた画素の画素出力(以下、「Gフィルタの画素出力」という)が飽和レベル以上に達したか否かを判定する輝度レベル判定部60と、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達したと判定した場合に、その周囲のR、Bフィルタを設けた画素の画素出力(以下、「R、Bフィルタの画素出力」という)によって飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力の予測補間処理を行う画素出力補正処理部61と、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベルに達していないと判定された場合に、Gフィルタの画素出力、およびR、Bフィルタの画素出力に対して、出力レベルの変換を行うことなく12ビットから14ビットにそれぞれビット拡張のみを行うビット拡張処理部62を備えている。
(First process)
As shown in FIG. 6, the D range expansion prediction interpolation unit 50 detects the pixel output of each pixel provided with an RGB filter from the RAW-RGB data (A in FIG. 5) read from the SDRAM 23, and has the highest sensitivity. A luminance level determination unit 60 that determines whether the pixel output of a pixel provided with a high G filter (hereinafter referred to as “G filter pixel output”) has reached a saturation level or more, and the luminance level determination unit 60 uses the G filter. When the pixel output of the pixel is determined to have exceeded the saturation level, the pixel output of the pixel provided with the surrounding R and B filters (hereinafter referred to as “pixel output of the R and B filters”) has reached the saturation level or more. The pixel output correction processing unit 61 that performs predictive interpolation processing of the pixel output of the G filter and the luminance level determination unit 60 determine that the pixel output of the G filter has not reached the saturation level. A bit expansion processing unit 62 that performs only bit expansion from 12 bits to 14 bits without converting the output level of the G filter pixel output and the R and B filter pixel outputs. ing.

輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達したか否かを判定処理する際において、本実施形態では、RGBフィルタを有するCCD20の各画素に対して、図7に示すように、太枠A内の2×2画素(GrおよびGbの2つのGフィルタの画素、1つずつのR、Bフィルタの画素)を処理単位(最小単位)とする。この処理単位(太枠A)内にある2つのGフィルタの画素のうちの少なくとも1つの画素出力が飽和レベル以上に達している場合に、Gフィルタの感度は、前記したようにR、Bフィルタの感度の約2倍であるため、Gフィルタの画素出力値(Gr’、Gb’)は、下記の式(1)から算出する。なお、式(1)おいて、係数kr、kb、kgbは、それぞれホワイトバランスゲインに基づいて設定される係数である。   When the luminance level determination unit 60 determines whether or not the pixel output of the G filter has reached the saturation level or higher, in the present embodiment, for each pixel of the CCD 20 having the RGB filter, as shown in FIG. In addition, 2 × 2 pixels in the thick frame A (two G filter pixels, Gr and Gb, one R filter pixel and one R filter pixel) are set as processing units (minimum units). When at least one pixel output of two G filter pixels in the processing unit (thick frame A) has reached the saturation level or higher, the sensitivity of the G filter is the R and B filters as described above. Therefore, the pixel output values (Gr ′, Gb ′) of the G filter are calculated from the following equation (1). In Equation (1), coefficients kr, kb, and kgb are coefficients set based on the white balance gain.

Gr’=krR+kbB+kgbGb
Gb’=krR+kbB+kgrGr …式(1)
画素出力補正処理部61は、式(1)のように、R、B、Gbフィルタの画素出力に、係数(kr、kb、kgb)を乗算し、それらを足し合わせることでGrフィルタの画素出力値Gr’を算出する。同様に、Gbフィルタについても式(1)のように画素出力値Gb’を算出し、処理単位(2×2画素)内にあるGrおよびGbの画素値を置き換える。なお、前記Gフィルタの画素出力値(Gr’、Gb’)は12ビットを超えたデータになるため、ここでは一度14ビットのデータに置き換える。よって、R、Bフィルタの画素出力の最大値はいずれも4095(12ビット)なので、Gフィルタの画素出力の最大値は8190となるので、14ビットのデータとして扱うことができる。
Gr ′ = krR + kbB + kgbGb
Gb ′ = krR + kbB + kgrGr (1)
The pixel output correction processing unit 61 multiplies the pixel outputs of the R, B, and Gb filters by the coefficients (kr, kb, kgb) and adds them together as shown in Expression (1), thereby outputting the pixel output of the Gr filter. A value Gr ′ is calculated. Similarly, for the Gb filter, the pixel output value Gb ′ is calculated as in Expression (1), and the pixel values of Gr and Gb in the processing unit (2 × 2 pixels) are replaced. Since the pixel output values (Gr ′, Gb ′) of the G filter are data exceeding 12 bits, they are replaced with 14-bit data here. Therefore, since the maximum values of the pixel outputs of the R and B filters are both 4095 (12 bits), the maximum value of the pixel output of the G filter is 8190 and can be handled as 14-bit data.

ところで、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達しているか否かを判定処理する際に、欠陥画素をこの判定に用いないようにする必要がある。即ち、Gフィルタを設けた画素に欠陥画素があり、常に飽和する値を出力する場合、同じ処理単位内にあるGフィルタを設けた画素を大きな値に置き換えてしまうため、新たな欠陥画素を生成してしまうことになる。また、R、Bフィルタを設けた画素に欠陥画素がある場合、前記式(1)によるGフィルタを設けた画素の換算が正しくない値になってしまう。   By the way, when the luminance level determination unit 60 determines whether or not the pixel output of the G filter has reached the saturation level or higher, it is necessary not to use the defective pixel for this determination. In other words, if a pixel with a G filter has a defective pixel and a value that is always saturated is output, the pixel with the G filter in the same processing unit is replaced with a large value, so a new defective pixel is generated. Will end up. Further, when a pixel provided with the R and B filters has a defective pixel, the conversion of the pixel provided with the G filter according to the equation (1) becomes an incorrect value.

このため、輝度レベル判定部60により、処理単位(2×2画素)内に欠陥画素があると判断した場合、欠陥画素を用いずにその処理単位の周囲にある欠陥画素と同じ色のフィルタを有する画素を代わりに用いる。これにより、輝度レベル判定部60でGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達しているか否かを判定処理する際に、欠陥画素を用いることがなくなるので、Gフィルタが配置された画素の出力に対して、所定の飽和レベル以上に達しているときに精度の高い予測補間を行うことができる。   For this reason, when the brightness level determination unit 60 determines that there is a defective pixel in the processing unit (2 × 2 pixels), a filter having the same color as the defective pixel around the processing unit is used without using the defective pixel. The pixel having is used instead. As a result, when the luminance level determination unit 60 determines whether or not the pixel output of the G filter has reached the saturation level or higher, the defective pixel is not used, so that the output of the pixel in which the G filter is disposed is used. On the other hand, highly accurate predictive interpolation can be performed when a predetermined saturation level or higher is reached.

そして、Dレンジ拡大予測補間部50からR、Bフィルタの画素出力データ、および飽和レベル以上に達して予測補間処理されたGフィルタの画素出力データが、ビット圧縮変換部51に出力される。ビット圧縮変換部51は、例えば、図8(a)に示すような変換特性(図8(a)では、3箇所の節点を指定し、それらの間を直線で近似する4区間の折れ線近似特性)によって、14ビットに拡張されたR、G、Bフィルタの画素出力のうちのGフィルタの画素出力を12ビットに縮小する。なお、図8(a)において、aは12ビットの範囲であり、bは最大値8190のデータを1/2倍する単純な線形変換特性(一点鎖線で示した部分)である。   The D range expansion prediction interpolation unit 50 outputs the R and B filter pixel output data and the G filter pixel output data that has been subjected to the prediction interpolation processing after reaching the saturation level to the bit compression conversion unit 51. The bit compression conversion unit 51, for example, has a conversion characteristic as shown in FIG. 8A (in FIG. 8A, designates three nodes and approximates them by a straight line between the four sections. ), The pixel output of the G filter among the pixel outputs of the R, G, and B filters expanded to 14 bits is reduced to 12 bits. In FIG. 8A, a is a 12-bit range, and b is a simple linear conversion characteristic (a portion indicated by a one-dot chain line) that halves the data of the maximum value 8190.

図8(a)に示す変換特性では、Gフィルタの画素出力の最大値は8190なので、8190が4095になるように圧縮する。そして、Gフィルタの画素出力の圧縮倍率に合わせて、R、Bフィルタの画素出力の値も圧縮する。   In the conversion characteristics shown in FIG. 8A, since the maximum value of the pixel output of the G filter is 8190, compression is performed so that 8190 becomes 4095. Then, the pixel output values of the R and B filters are also compressed in accordance with the compression magnification of the pixel output of the G filter.

前記したように本実施形態では、最大値が8190に拡張されたGフィルタの画素出力を最大値が4095に圧縮する場合の一例として、図8(a)に示したような3つの節点を有する変換特性(実線で示した部分)を用いた。本実施形態では、単純な節点のない線形変換特性(図8(a)のb)では得られない以下のような2つの効果が得られる。   As described above, this embodiment has three nodes as shown in FIG. 8A as an example of the case where the pixel output of the G filter whose maximum value is expanded to 8190 is compressed to 4095. Conversion characteristics (part indicated by a solid line) were used. In the present embodiment, the following two effects that cannot be obtained with a linear conversion characteristic without a simple node (b in FIG. 8A) are obtained.

第1の効果としては、データの信頼性が高いデータにより多くのビット数を割り当てることができる。即ち、飽和レベル以上に達しているGフィルタの画素出力に対して予測補間処理する場合、前記したようにGフィルタの画素出力の飽和レベル付近の規定値以上の値になった範囲について予測補間を行い、この規定値以下の範囲では予測補間は行われない。よって、予測補間を行う範囲と行わない範囲とでは、データの精度が異なっている。   As a first effect, a larger number of bits can be assigned to data with high data reliability. That is, when predictive interpolation processing is performed on the pixel output of the G filter that has reached the saturation level or higher, the prediction interpolation is performed for the range in which the value of the pixel output of the G filter exceeds the specified value near the saturation level as described above. The prediction interpolation is not performed in the range below the specified value. Therefore, the accuracy of the data differs between the range in which predictive interpolation is performed and the range in which it is not performed.

即ち、例えば前記式(1)によって飽和しているGフィルタの画素出力値を予測補間(補正)する場合、主被写体の色によっては、予測補間を行う範囲においては被写体の輝度レベルが正確に再現できていない場合がある。これに対して予測補間を行っていない範囲は、RGBフィルタを有するCCD20から出力される実際のデータ(アナログRGB画像信号)をA/D変換したデータであるので、このデータの信頼性は高いものとなる。   That is, for example, when predictive interpolation (correction) is performed on the pixel output value of the G filter that is saturated according to the equation (1), the luminance level of the subject is accurately reproduced in the range where the predictive interpolation is performed depending on the color of the main subject. It may not be possible. On the other hand, the range in which the prediction interpolation is not performed is data obtained by A / D conversion of actual data (analog RGB image signal) output from the CCD 20 having the RGB filter, and thus the reliability of this data is high. It becomes.

即ち、図8(a)に示した本実施形態における変換特性(実線で示した部分)では、例えば、入力14ビットデータが1024ときに出力12ビットデータは1024になっており、元のデータがそのまま使われている。これに対し、例えば、入力14ビットデータが3072ときに出力12ビットデータは2560になっており、この範囲では予測補間前のビット割付よりも少ない割付となることによって、多少のビット誤差が発生する。   That is, in the conversion characteristic (part indicated by the solid line) in this embodiment shown in FIG. 8A, for example, when the input 14-bit data is 1024, the output 12-bit data is 1024, and the original data is It is used as it is. On the other hand, for example, when the input 14-bit data is 3072, the output 12-bit data is 2560. In this range, the bit allocation is smaller than the bit allocation before the prediction interpolation, so that a bit error occurs. .

このように、単純な節点のない線形変換を行う特性(一点鎖線で示した部分)ではなく、本実施形態のように3つの節点を有する変換特性(実線で示した部分)を採用することにより、ビット割付をだんだんと少なくしていくことができるので、データの信頼性が高いデータにより多くのビット数を割り当てることができる。   In this way, by adopting a conversion characteristic (part indicated by a solid line) having three nodes as in this embodiment, instead of a characteristic for performing linear conversion without a simple node (part indicated by a one-dot chain line). Since the bit allocation can be gradually reduced, a larger number of bits can be allocated to data with high data reliability.

そして、第2の効果としては、低・中輝度における階調を正確に保存することができる。即ち、単純な線形変換特性(図8(a)のb)でビット圧縮を行った場合、低輝度側の予測補間が行われていない範囲では、ビット割付が1/4になってしまう。このため、階調感のない画像になってしまう。これに対し、図8(a)に示したような本実施形態における変換特性(実線で示した部分)でビット圧縮を行った場合には、飽和レベル以下で低輝度レベルにおける画素出力に対応したデータに対しては、ビット圧縮変換部51でビット圧縮する前とビット圧縮した後で略同じ値となるような圧縮率を用いることにより、低輝度レベルにおける階調性を良好に保持することができる。   As a second effect, gradations at low and medium luminance can be accurately stored. That is, when bit compression is performed with a simple linear conversion characteristic (b in FIG. 8A), the bit allocation becomes ¼ in a range where predictive interpolation on the low luminance side is not performed. For this reason, the image has no tone. On the other hand, when bit compression is performed with the conversion characteristics (part indicated by the solid line) in this embodiment as shown in FIG. 8A, it corresponds to the pixel output at the low luminance level below the saturation level. With respect to data, it is possible to satisfactorily maintain gradation at a low luminance level by using a compression rate that is substantially the same value before bit compression by the bit compression conversion unit 51 and after bit compression. it can.

なお、本実施形態では、拡張したGフィルタの画素出力の14ビットデータを12ビットに縮小するときに、図8(a)のように3つの節点を指定し、それらの間を直線で近似する4区間の折れ線近似特性(変換特性)でビット圧縮を行う構成であったが、この区間数は特に限定されるものではない。例えば、1つの節点を指定する2区間の折れ線近似特性としてもよいが、節点付近でビット割付が大きく変わることにより、前記した2つの効果が小さくなる。よって、3区間以上の区間数を有する折れ線近似特性(変換特性)が好ましい。   In this embodiment, when the 14-bit data of the pixel output of the expanded G filter is reduced to 12 bits, three nodes are designated as shown in FIG. 8A and approximated by a straight line between them. Although the bit compression is performed with the broken line approximation characteristic (conversion characteristic) of four sections, the number of sections is not particularly limited. For example, it may be a polygonal line approximate characteristic of two sections designating one node, but the above-mentioned two effects are reduced by changing the bit allocation in the vicinity of the node. Therefore, a broken line approximation characteristic (conversion characteristic) having three or more sections is preferable.

また、拡張したGフィルタの画素出力の14ビットデータを12ビットに圧縮する変換特性を、図8(b)に示すように、複数の節点を有していない曲線による変換特性としてもよい。即ち、図8(a)の4区間を有する変換特性に対して、区間数を8192にしたものがこの曲線による変換特性となる。なお、図8(b)において、aは12ビットの範囲である。   Also, the conversion characteristic for compressing the 14-bit data of the pixel output of the expanded G filter to 12 bits may be a conversion characteristic by a curve not having a plurality of nodes as shown in FIG. That is, with respect to the conversion characteristic having four sections in FIG. 8A, the conversion characteristic by this curve is obtained by setting the number of sections to 8192. In FIG. 8B, a is a 12-bit range.

更に、入力14ビットデータの0〜8192に対して、12ビットに圧縮変換後の数値データを持ったルックアップテーブルを設けておくことにより、この曲線による変換特性で、拡張したGフィルタの画素出力の14ビットデータを良好に12ビットに圧縮することができる。   Further, by providing a lookup table having numerical data after compression conversion to 12 bits for 0 to 8192 of input 14-bit data, the pixel output of the expanded G filter with the conversion characteristics by this curve is provided. The 14-bit data can be successfully compressed to 12 bits.

そして、ビット圧縮変換部51で14ビットから12ビットに圧縮変換されたR、G、Bフィルタの画素出力データは、ホワイトバランス制御部52に入力される。ホワイトバランス制御部52は、入力されるRAW−RGBデータ(R、G、Bフィルタの画素出力データ)をそれぞれ増幅する。この際、制御部28は、CCDI/F34で算出された前記AWB評価値に基づいてホワイトバランスを合わせるための補正値を算出し、算出した補正値をホワイトバランス制御部52に出力する。ホワイトバランス制御部52は、入力される前記補正値に基づいてホワイトバランスを合わせる。   The pixel output data of the R, G, and B filters that have been compression-converted from 14 bits to 12 bits by the bit compression conversion unit 51 are input to the white balance control unit 52. The white balance control unit 52 amplifies input RAW-RGB data (pixel output data of R, G, and B filters). At this time, the control unit 28 calculates a correction value for adjusting the white balance based on the AWB evaluation value calculated by the CCD I / F 34 and outputs the calculated correction value to the white balance control unit 52. The white balance control unit 52 adjusts the white balance based on the input correction value.

そして、ホワイトバランス制御部52からホワイトバランスが合わされたR、G、Bフィルタの画素出力データ(12ビット)は、同時化部53に入力される。同時化部53は、ベイヤ配列等の1画素に1色のデータしか持っていないRAWデータに対して補間演算処理を行い、1画素に対してRGBの全てのデータを生成する。   Then, the pixel output data (12 bits) of the R, G, and B filters with the white balance adjusted from the white balance control unit 52 is input to the synchronization unit 53. The synchronizer 53 performs interpolation calculation processing on RAW data having only one color data per pixel, such as a Bayer array, and generates all RGB data for one pixel.

そして、同時化部53で生成されたRGBの全てのデータ(12ビット)は、トーンカーブ変換部54に入力される。トーンカーブ変換部54は、図9に示すような変換テーブルによって12ビットのRGBのデータを8ビットのRGBのデータに変換するγ変換を行って、8ビットのRGB値を生成し、RGB−YUV変換部55に出力する。   All the RGB data (12 bits) generated by the synchronization unit 53 is input to the tone curve conversion unit 54. The tone curve conversion unit 54 performs γ conversion for converting 12-bit RGB data into 8-bit RGB data using a conversion table as shown in FIG. 9 to generate an 8-bit RGB value, and RGB-YUV The data is output to the conversion unit 55.

RGB−YUV変換部55は、入力されるRGBデータ(8ビット)をマトリックス演算によりYUVデータに変換し、画像サイズコンバータ部56に出力する。画像サイズコンバータ部56は、入力されるYUVデータ(8ビット)に対して所望の画像サイズに縮小または拡大を行い、輝度ヒストグラム生成部57およびエッジエンハンス部57に出力する。   The RGB-YUV conversion unit 55 converts input RGB data (8 bits) into YUV data by matrix calculation and outputs the YUV data to the image size converter unit 56. The image size converter unit 56 reduces or enlarges the input YUV data (8 bits) to a desired image size, and outputs it to the luminance histogram generation unit 57 and the edge enhancement unit 57.

輝度ヒストグラム生成部57は、入力されるYUVデータにより輝度ヒストグラムを生成する。エッジエンハンス部57は、入力されるYUVデータに対して画像に合わせたエッジ強調等の処理を行い、前記したGフィルタの画素出力の予測補間処理が実行されているYUVデータ(以下、「第1YUVデータ」という)を、メモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存する。   The luminance histogram generation unit 57 generates a luminance histogram based on the input YUV data. The edge enhancement unit 57 performs processing such as edge enhancement according to the image on the input YUV data, and the YUV data (hereinafter referred to as “first YUV”) on which the prediction interpolation processing of the pixel output of the G filter is performed. Data ”) is stored in the SDRAM 23 via the memory controller 35.

(第2の処理)
次に、前記第2の処理について説明する。第2の処理では、SDRAM23から読み出したRAW−RGBデータ(図5のB)がDレンジ拡大予測補間部50に入力されることなくホワイトバランス制御部52に入力される。以下、第1の処理と同様である。
(Second process)
Next, the second process will be described. In the second process, the RAW-RGB data (B in FIG. 5) read from the SDRAM 23 is input to the white balance control unit 52 without being input to the D range expansion prediction interpolation unit 50. Hereinafter, it is the same as the first processing.

即ち、ホワイトバランス制御部52は、入力されるRAW−RGBデータ(R、G、Bフィルタの画素出力データ)をそれぞれ増幅する。この際、制御部28は、CCDI/F34で算出された前記AWB評価値に基づいてホワイトバランスを合わせるための補正値を算出し、算出した補正値をホワイトバランス制御部52に出力する。ホワイトバランス制御部52は、入力される前記補正値に基づいてホワイトバランスを合わせる。   That is, the white balance control unit 52 amplifies input RAW-RGB data (pixel output data of R, G, and B filters). At this time, the control unit 28 calculates a correction value for adjusting the white balance based on the AWB evaluation value calculated by the CCD I / F 34 and outputs the calculated correction value to the white balance control unit 52. The white balance control unit 52 adjusts the white balance based on the input correction value.

そして、ホワイトバランス制御部52からホワイトバランスが合わされたR、G、Bフィルタの画素出力データ(12ビット)は、同時化部53に入力される。同時化部53は、ベイヤ配列等の1画素に1色のデータしか持っていないRAWデータに対して補間演算処理を行い、1画素に対してRGBの全てのデータを生成する。   Then, the pixel output data (12 bits) of the R, G, and B filters with the white balance adjusted from the white balance control unit 52 is input to the synchronization unit 53. The synchronizer 53 performs interpolation calculation processing on RAW data having only one color data per pixel, such as a Bayer array, and generates all RGB data for one pixel.

そして、同時化部53で生成されたRGBの全てのデータ(12ビット)は、トーンカーブ変換部54に入力される。トーンカーブ変換部54は、図9に示すような変換テーブルによって12ビットのRGBのデータを8ビットのRGBのデータに変換するγ変換を行って、8ビットのRGB値を生成し、RGB−YUV変換部55に出力する。   All the RGB data (12 bits) generated by the synchronization unit 53 is input to the tone curve conversion unit 54. The tone curve conversion unit 54 performs γ conversion for converting 12-bit RGB data into 8-bit RGB data using a conversion table as shown in FIG. 9 to generate an 8-bit RGB value, and RGB-YUV The data is output to the conversion unit 55.

RGB−YUV変換部55は、入力されるRGBデータ(8ビット)をマトリックス演算によりYUVデータに変換し、画像サイズコンバータ部56に出力する。画像サイズコンバータ部56は、入力されるYUVデータ(8ビット)に対して所望の画像サイズに縮小または拡大を行い、エッジエンハンス部57に出力する。   The RGB-YUV conversion unit 55 converts input RGB data (8 bits) into YUV data by matrix calculation and outputs the YUV data to the image size converter unit 56. The image size converter unit 56 reduces or enlarges the input YUV data (8 bits) to a desired image size and outputs it to the edge enhancement unit 57.

エッジエンハンス部57は、入力されるYUVデータに対して画像に合わせたエッジ強調等の処理を行い、Gフィルタの画素出力の予測補間処理が実行されていない通常処理のYUVデータ(以下、「第2YUVデータ」という)を、メモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存する。   The edge enhancement unit 57 performs processing such as edge enhancement in accordance with the image on the input YUV data, and normal processing YUV data (hereinafter referred to as “first”) in which the prediction interpolation processing of the pixel output of the G filter has not been performed. 2YUV data ”) is stored in the SDRAM 23 via the memory controller 35.

そして、YUV合成部37は、SDRAM23から読み出した前記第1YUVデータからYデータ(輝度データ)のみを取り出すとともに、SDRAM23から読み出した前記第2YUVデータからUVデータ(色差データ)のみを取り出して、1つのYUVデータ(以下、「第3YUVデータ」という)を合成する。この合成処理された第3YUVデータは、メモリコントローラ35を介してSDRAM23に保存される。   The YUV synthesis unit 37 extracts only Y data (luminance data) from the first YUV data read from the SDRAM 23, and extracts only UV data (color difference data) from the second YUV data read from the SDRAM 23. YUV data (hereinafter referred to as “third YUV data”) is synthesized. The synthesized third YUV data is stored in the SDRAM 23 via the memory controller 35.

そして、この第3YUVデータはSDRAM23から読み出されて、リサイズ処理部38で記録画素数に対応するサイズに変換され、データ圧縮部40でJPEG形式等の画像データへと圧縮される。圧縮されたJPEG形式等の画像データは、SDRAM23に書き戻された後にメモリコントローラ35を介してSDRAM23から読み出され、メディアI/F41を介してメモリカード14に保存される。   The third YUV data is read from the SDRAM 23, converted into a size corresponding to the number of recorded pixels by the resizing processing unit 38, and compressed to image data such as JPEG format by the data compression unit 40. The compressed image data in JPEG format or the like is written back to the SDRAM 23, then read from the SDRAM 23 via the memory controller 35, and stored in the memory card 14 via the media I / F 41.

このように、本実施形態では、処理単位内の感度の高いGフィルタの画素出力が飽和レベル以上に達しているような撮影においても、感度の低いR、Bフィルタの画素出力に基づいて、飽和しているGフィルタの画素出力を予測補間処理することにより、図3に示すように、Gフィルタ(図3のd、e)の画素出力の予測補間した拡張領域(図3のd、eのGフィルタの画素出力の一点鎖線で示した部分)に基づいて、1回の撮影でダイナミックレンジを2倍に拡大することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, saturation is performed based on the pixel outputs of the low-sensitivity R and B filters even when the pixel output of the high-sensitivity G filter within the processing unit has reached the saturation level or higher. By performing predictive interpolation processing on the pixel output of the G filter, the expanded region obtained by predictive interpolation of the pixel output of the G filter (d, e in FIG. 3) (d, e in FIG. 3) Based on the pixel output of the G filter, the dynamic range can be doubled by one shooting.

よって、撮影画像内の背景等に高輝度部分がある場合でも、白とびの発生を防止して良好な階調性を得ることが可能となる。   Therefore, even when there is a high-luminance portion in the background or the like in the captured image, it is possible to prevent the occurrence of overexposure and obtain good gradation.

更に、本実施形態では、SDRAM23から一つのRAW−RGBデータを読み出して、前記第1の処理により画素出力補正処理部61で予測補間された画素出力から生成される第1YUVデータと、前記第2の処理により画素出力補正処理部61で予測補間処理を行うことなく所定の飽和レベル以上に達している画素出力から生成される第2YUVデータをYUV合成部37に取り込み、YUV合成部37で第1YUVデータから取り出したYデータ(輝度データ)と、第2YUVデータから取り出したUVデータ(色差データ)とを合成して、第3YUVデータを生成する。   Further, in the present embodiment, one RAW-RGB data is read from the SDRAM 23, and the first YUV data generated from the pixel output predicted and interpolated by the pixel output correction processing unit 61 by the first processing, and the second The second YUV data generated from the pixel output that has reached the predetermined saturation level or higher without performing the predictive interpolation process in the pixel output correction processing unit 61 by the process of the above is taken into the YUV synthesis unit 37, and the YUV synthesis unit 37 performs the first YUV synthesis. Y data (luminance data) extracted from the data and UV data (color difference data) extracted from the second YUV data are combined to generate third YUV data.

これにより、画素出力補正処理部61により予測補間された画素出力から生成される第1YUVデータのYデータ(輝度データ)についてのみダイナミックレンジの拡大を行い、色は元のUVデータ(色差データ)を用いることで、色相のずれを防止して正確な色の再現を行うことができる。   Thereby, only the Y data (luminance data) of the first YUV data generated from the pixel output predicted and interpolated by the pixel output correction processing unit 61 is expanded, and the original UV data (color difference data) is used as the color. By using it, it is possible to prevent color shift and accurately reproduce colors.

例えば、Dレンジ拡大予測補間部50により飽和レベルに達しているGフィルタの画素出力の予測補間処理を例えば前記式(1)を用いて行って、ダイナミックレンジの拡大処理を行ったときに、例えば主被写体がマゼンタ色の場合には、R、Bフィルタの画素出力が大きくなる。このため、これに伴ってGフィルタの画素出力は本来よりも大きな値に算出されてしまい、その結果、正確な色の再現ができない場合がある。   For example, when the prediction interpolation process of the pixel output of the G filter that has reached the saturation level by the D range expansion prediction interpolation unit 50 is performed using, for example, the equation (1), and the dynamic range expansion process is performed, for example, When the main subject is magenta, the pixel output of the R and B filters is increased. For this reason, the pixel output of the G filter is calculated to a value larger than the original value accordingly, and as a result, accurate color reproduction may not be possible.

このような状況の場合でも、前記した本実施形態による処理動作を行うことにより、第1YUVデータのYデータ(輝度データ)についてのみダイナミックレンジの拡大を行い、色は元のUVデータ(色差データ)を用いることで、色相のずれを防止して正確な色の再現を行うことができる。   Even in such a situation, by performing the processing operation according to the above-described embodiment, the dynamic range is expanded only for the Y data (luminance data) of the first YUV data, and the color is the original UV data (color difference data). By using, it is possible to prevent color shift and perform accurate color reproduction.

また、図10(a)は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたときに、前記した本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理を行った場合の、輝度ヒストグラム生成部57で生成されたヒストグラムの一例である。このヒストグラムから明らかなように、ダイナミックレンジの拡大処理を行ったことにより、最大輝度部分(255)における白飛びがほとんど発生していなく、良好な階調で再現されている。   FIG. 10A shows a histogram generated by the luminance histogram generation unit 57 when the dynamic range expansion process in the present embodiment described above is performed when the pixel output of the G filter exceeds the saturation level. It is an example. As is apparent from this histogram, by performing the dynamic range expansion processing, whiteout in the maximum luminance portion (255) hardly occurs, and reproduction is performed with good gradation.

これに対し、図10(b)は、Gフィルタの画素出力が飽和レベルを超えたときに、前記した本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理を行わなかった場合の、輝度ヒストグラム生成部57で生成されたヒストグラムの一例である。このヒストグラムから明らかなように、ダイナミックレンジの拡大処理を行わなかったことにより、最大輝度部分(255)に度数があり、白飛びが発生しているのが分かる。   On the other hand, FIG. 10B is generated by the luminance histogram generation unit 57 when the dynamic range expansion process in the present embodiment is not performed when the pixel output of the G filter exceeds the saturation level. It is an example of the done histogram. As is apparent from this histogram, it can be seen that, by not performing the dynamic range expansion process, the maximum luminance portion (255) has a frequency and whiteout occurs.

なお、前記した実施形態1の説明および図3において、所定の飽和レベル判定値である図3の飽和レベルAと、補正後の12ビットの最大値である4095とが一致しているように説明したが、これに限定するものではない。例えば、出力が完全に飽和する付近の高輝度部において、出力の直線性(リニアリティー)が良くないRGBフィルタを有するCCDでは、例えば完全に飽和する4095よりも小さい値である4032を所定の飽和レベル値(図3の飽和レベルA)とおいて、その値を超えた画素出力を予測補間処理の対象としてもよい。   In the description of the first embodiment and FIG. 3, the saturation level A in FIG. 3 that is a predetermined saturation level determination value and 4095 that is the maximum value of 12 bits after correction are matched. However, the present invention is not limited to this. For example, in a CCD having an RGB filter whose output linearity (linearity) is not good in a high-luminance part near where the output is completely saturated, for example, 4032 which is a value smaller than 4095 which is completely saturated is set to a predetermined saturation level. As a value (saturation level A in FIG. 3), a pixel output exceeding the value may be a target of the predictive interpolation process.

また、デジタルカメラのシステム構成によっては、高輝度被写体でも12ビットの最大値である4095にならないものもある。その場合も同様に所定の飽和レベルを4095よりも低い値に設定するとよい。   Also, depending on the system configuration of the digital camera, even a high-luminance subject may not reach 4095, which is the maximum value of 12 bits. In that case as well, the predetermined saturation level may be set to a value lower than 4095.

このように、4095未満を所定の飽和レベルとしたときでも、その特性に合わせて図9の変換カーブを切り替えることで、ビット圧縮変換部51の出力を4095にすることができ、後段の処理を変えることなくダイナミックレンジの拡大が可能となる。   As described above, even when the predetermined saturation level is less than 4095, the output of the bit compression conversion unit 51 can be set to 4095 by switching the conversion curve of FIG. 9 according to the characteristics, and the subsequent processing can be performed. The dynamic range can be expanded without change.

また、本実施形態では、図5に示したように、Dレンジ拡大予測補間部50から出力される14ビットのRAW−RGBデータ(R、G、Bフィルタの画素出力データ)をビット圧縮変換部51で12ビットに圧縮処理し、ホワイトバランス制御部52、同時化部53においては12ビットのデータ処理を行う構成であったが、これ以外にも、同時化部53の後にビット圧縮変換部51を設けて、同時化部53から出力される14ビットのデータを12ビットのデータに圧縮処理する構成でもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, 14-bit RAW-RGB data (pixel output data of R, G, and B filters) output from the D range expansion prediction interpolation unit 50 is converted into a bit compression conversion unit. 51, the white balance control unit 52 and the synchronization unit 53 perform 12-bit data processing. However, in addition to this, the bit compression conversion unit 51 is provided after the synchronization unit 53. The 14-bit data output from the synchronization unit 53 may be compressed into 12-bit data.

〈実施形態2〉
前記実施形態1では図7に示したように、RGB原色フィルタを有するCCD20に対して、2×2画素を処理単位(最小単位)としていたが、本実施形態では、図11に示すように、太枠A内の5画素(中央部に1つのGフィルタの画素(Gb)、垂直方向に2つのR(R1,R2)フィルタの画素、水平方向に2つのB(B1,B2)フィルタの画素)を処理単位(最小単位)とし、処理単位を前記実施形態1の場合よりも広い範囲とした例である。なお、デジタルカメラの構成、モニタリング動作、静止画撮影動作、およびダイナミックレンジの拡大処理動作は、前記実施形態1と同様である。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, as shown in FIG. 7, 2 × 2 pixels are used as the processing unit (minimum unit) for the CCD 20 having the RGB primary color filters. However, in this embodiment, as shown in FIG. 11, 5 pixels within the thick frame A (one G filter pixel (Gb) in the center, two R (R1, R2) filter pixels in the vertical direction, and two B (B1, B2) filter pixels in the horizontal direction ) Is a processing unit (minimum unit), and the processing unit is a wider range than in the first embodiment. The configuration of the digital camera, the monitoring operation, the still image shooting operation, and the dynamic range expansion processing operation are the same as those in the first embodiment.

図11に示した太枠Aの処理単位内にあるGフィルタ(Gb)の画素出力が飽和レベル以上に達している場合、Gフィルタの感度は、前記したようにR、Bフィルタの感度の約2倍であるため、Gフィルタの画素出力値(G’)は、下記の式(2)から算出する。なお、式(2)において、係数kr、kbは、それぞれホワイトバランスゲインに基づいて設定される係数である。   When the pixel output of the G filter (Gb) in the processing unit of the thick frame A shown in FIG. 11 has reached the saturation level or higher, the sensitivity of the G filter is about the sensitivity of the R and B filters as described above. Since it is twice, the pixel output value (G ′) of the G filter is calculated from the following equation (2). In Equation (2), coefficients kr and kb are coefficients set based on the white balance gain.

G’={kr(R1+R2)/2}+{kb(B1+B2)/2} …式(2)
そして、図6に示したDレンジ拡大予測補間部50の画素出力補正処理部61は、前記式(2)より算出されたGフィルタの画素出力値を、前記処理単位(図11参照)内にあるGフィルタの画素出力値として置き換え、以下、前記実施形態1と同様の処理を行う。
G ′ = {kr (R1 + R2) / 2} + {kb (B1 + B2) / 2} (2)
Then, the pixel output correction processing unit 61 of the D range expansion prediction interpolation unit 50 shown in FIG. 6 sets the pixel output value of the G filter calculated by the equation (2) within the processing unit (see FIG. 11). The pixel output value of a certain G filter is replaced, and the same processing as in the first embodiment is performed.

このように、処理単位を広くすることで、処理単位内の他のR1,R2フィルタの画素、B1,B2フィルタの画素が持っている感度差による影響を緩和することができ、Gフィルタの画素出力に対して、より正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。   In this way, by widening the processing unit, it is possible to reduce the influence due to the sensitivity difference of the other R1, R2 filter pixels and B1, B2 filter pixels in the processing unit. More accurate dynamic range expansion prediction interpolation can be performed on the output.

〈実施形態3〉
本実施形態では、図12に示すように、RGBフィルタを有するCCD20に対して、太枠A内の水平方向5画素、垂直方向5画素の5×5画素(13個のGフィルタの画素(Gr、Gb)、6個ずつのR、Bフィルタ)を処理単位とした例である。なお、デジタルカメラの構成、モニタリング動作、静止画撮影動作、およびダイナミックレンジの拡大処理動作は、前記実施形態1と同様である。
<Embodiment 3>
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, for a CCD 20 having RGB filters, 5 × 5 pixels (13 pixels of G filters (Gr , Gb), and six R, B filters) as processing units. The configuration of the digital camera, the monitoring operation, the still image shooting operation, and the dynamic range expansion processing operation are the same as those in the first embodiment.

処理単位を前記実施形態1、2の場合よりも広くすると、広い範囲の輝度情報に基づいて処理することになるため、ローパスフィルタをかけたことと等価になってしまう。そのため、輝度変化のエッジ部分がなまってしまう。そこで、本実施形態では、広くした処理単位の大きさを、例えば、前記AF評価値を利用して部分的に変更するものとする。   If the processing unit is wider than those in the first and second embodiments, processing is performed based on a wide range of luminance information, which is equivalent to applying a low-pass filter. Therefore, the edge portion of the luminance change is lost. Therefore, in the present embodiment, the size of the widened processing unit is partially changed using, for example, the AF evaluation value.

即ち、図2に示した信号処理部22のCCDI/F34では、前記したようにAFを行うためのAF評価値を算出している。これは、ハイパスフィルタ(HPF)の出力であり、撮影画像の画面内に輝度の変化がある部分では大きな値が出力される。そして、制御部28は、静止画撮影時のAF評価値を読み出し、画面内の輝度変化がある部分とない部分を判別する。そして、制御部28は、この判別データを基にDレンジ拡大予測補間部50に対して、輝度変化がある部分には処理単位が狭くなるような設定を行い、輝度変化がない部分には、図12に示したように処理単位が広い範囲になるように設定を行う。   That is, the CCD I / F 34 of the signal processing unit 22 shown in FIG. 2 calculates an AF evaluation value for performing AF as described above. This is an output of a high-pass filter (HPF), and a large value is output in a portion where there is a change in luminance in the screen of the captured image. Then, the control unit 28 reads out an AF evaluation value at the time of still image shooting, and discriminates between a portion having a luminance change and a portion having no luminance change in the screen. Then, the control unit 28 sets the D range expansion prediction interpolation unit 50 based on this determination data so that the processing unit is narrowed in a portion where there is a luminance change, and in a portion where there is no luminance change, As shown in FIG. 12, setting is performed so that the processing unit is in a wide range.

このように、処理単位を更に広くした場合でも、輝度変化がある部分には処理単位が狭くなるような設定を行うことで、解像度を落とすことなく、正確なダイナミックレンジ拡大予測補間が可能となる。   Thus, even when the processing unit is further widened, accurate dynamic range expansion prediction interpolation can be performed without reducing the resolution by setting the processing unit to be narrower in a portion where there is a luminance change. .

なお、前記した各実施形態では、色分解フィルタとしてRGBの3原色系フィルタを配置した構成であったが、色分解フィルタとして補色系フィルタを配置した構成においても、同様に本発明を適用することができる。   In each of the embodiments described above, the RGB three primary color filters are arranged as the color separation filters. However, the present invention is similarly applied to a configuration in which the complementary color filters are arranged as the color separation filters. Can do.

(a)は、本発明の実施形態1に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラを示す正面図、(b)は、その上面図、(c)は、その背面図。(A) is a front view which shows the digital camera as an example of the imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention, (b) is the top view, (c) is the back view. 本発明の実施形態1に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ内のシステム構成の概要を示すブロック図。1 is a block diagram showing an outline of a system configuration in a digital camera as an example of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1におけるダイナミックレンジ拡大の原理を説明するための図。The figure for demonstrating the principle of the dynamic range expansion in Embodiment 1 of this invention. 液晶モニタに表示された撮影設定画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the imaging | photography setting screen displayed on the liquid crystal monitor. 本発明の実施形態1におけるYUV変換部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the YUV conversion part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1におけるDレンジ拡大予測補間部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the D range expansion prediction interpolation part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1におけるRGBフィルタを有するCCDの画素配置位置と処理単位を示す図。The figure which shows the pixel arrangement position and processing unit of CCD which have the RGB filter in Embodiment 1 of this invention. (a)は、本発明の実施形態1における、拡張したGフィルタの画素出力の14ビットデータを12ビットに圧縮する変換特性を示す図、(b)は、本発明の実施形態1の他の例における、拡張したGフィルタの画素出力の14ビットデータを12ビットに圧縮する変換特性を示す図。(A) is a figure which shows the conversion characteristic which compresses the 14-bit data of the pixel output of the extended G filter in Embodiment 1 of this invention to 12 bits, (b) is other of Embodiment 1 of this invention The figure which shows the conversion characteristic which compresses 14 bits data of the pixel output of the extended G filter in an example to 12 bits. 12ビットのRGBのデータを8ビットのRGBのデータに変換(γ変換)する変換テーブルを示す図。The figure which shows the conversion table which converts 12-bit RGB data into 8-bit RGB data (gamma conversion). (a)は、本発明の実施形態1におけるダイナミックレンジの拡大処理を行った場合のヒストグラムを示す図、(b)は、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大処理を行わなかった場合のヒストグラムを示す図。(A) is a figure which shows the histogram at the time of performing the expansion process of the dynamic range in Embodiment 1 of this invention, (b) shows the histogram at the time of not performing the expansion process of the dynamic range in this embodiment. Figure. 本発明の実施形態2におけるRGBフィルタを有するCCDの画素配置位置と処理単位を示す図。The figure which shows the pixel arrangement position and processing unit of CCD which have the RGB filter in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3におけるRGBフィルタを有するCCDの画素配置位置と処理単位を示す図。The figure which shows the pixel arrangement position and processing unit of CCD which have an RGB filter in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 デジタルカメラ(撮像装置)
5 撮影レンズ系(光学系)
6 鏡胴ユニット
9 液晶モニタ
12 メニューボタン(動作選択手段)
20 CCD(撮像素子)
21 アナログフロントエンド部
22 信号処理部
23 SDRAM
28 制御部
34 CCDインターフェース
35 メモリコントローラ
36 YUV変換部
37 YUV合成部(YUV合成手段)
50 Dレンジ拡大予測補間部
51 ビット圧縮変換部(ビット圧縮変換手段)
60 輝度レベル判定部(画素出力検出手段)
61 画素出力補正処理部(画素出力補正処理手段)
62 ビット拡張処理部
1 Digital camera (imaging device)
5 Shooting lens system (optical system)
6 Lens unit 9 LCD monitor 12 Menu button (operation selection means)
20 CCD (imaging device)
21 Analog Front End 22 Signal Processor 23 SDRAM
28 Control Unit 34 CCD Interface 35 Memory Controller 36 YUV Conversion Unit 37 YUV Composition Unit (YUV Composition Unit)
50 D range expansion prediction interpolation unit 51 bit compression conversion unit (bit compression conversion means)
60 Luminance level determination unit (pixel output detection means)
61 Pixel output correction processing unit (pixel output correction processing means)
62-bit extension processing section

Claims (12)

光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に複数色の色分解フィルタが配置された撮像素子を備え、
前記各画素からの出力に対し、いずれかの画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する画素出力検出手段と、
前記画素出力検出手段により、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の前記特定色以外のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記所定の飽和レベル以上と判定した画素出力を補間する画素出力補正処理手段と、
前記画素出力補正処理手段により前記補間処理された画素出力から生成される第1YUVデータと、前記画素出力補正処理手段で前記補間処理を行うことなく前記所定の飽和レベル以上に達している画素出力から生成される第2YUVデータとを取り込み、前記第1YUVデータから取り出した輝度データと、前記第2YUVデータから取り出した色差データとを合成した第3YUVデータを生成するYUV合成手段と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置。
An object image incident through the optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and an image pickup device in which a plurality of color separation filters are arranged on the front side of each pixel is provided.
Pixel output detection means for determining whether the output from any pixel reaches or exceeds a predetermined saturation level with respect to the output from each pixel;
When the pixel output detection means determines that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or higher, the pixel in which the filter other than the specific color is arranged around it Pixel output correction processing means for interpolating the pixel output determined to be equal to or higher than the predetermined saturation level based on the output from
From the first YUV data generated from the pixel output subjected to the interpolation processing by the pixel output correction processing means, and the pixel output reaching the predetermined saturation level or higher without performing the interpolation processing by the pixel output correction processing means. YUV synthesizing means that takes in the generated second YUV data and generates third YUV data by synthesizing the luminance data extracted from the first YUV data and the color difference data extracted from the second YUV data,
An imaging apparatus characterized by that.
前記画素出力検出手段で前記各画素の出力を検出する際の処理単位は、水平・垂直方向に2×2画素の大きさである、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The processing unit when the output of each pixel is detected by the pixel output detection means is a size of 2 × 2 pixels in the horizontal and vertical directions.
The imaging apparatus according to claim 1.
前記特定色のフィルタが配置された画素の出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに前記補間させる動作を、選択して実行させるための動作選択手段を備えている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
An operation selecting means for selecting and executing the operation to be interpolated when the predetermined saturation level is reached or higher with respect to the output of the pixel in which the filter of the specific color is disposed;
The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記画素出力補正処理手段から出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換手段を備え、
前記ビット圧縮変換手段は、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対応したデータに対する圧縮率よりも、前記飽和レベル以下における画素出力に対応したデータに対する圧縮率を小さくして圧縮する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像装置。
When the output of the pixel in which the filter of the specific color is arranged reaches or exceeds the predetermined saturation level, the pixel output correction processing means outputs the first bit number below the predetermined saturation level. Bit compression conversion means for compressing the pixel output data once expanded to the number of bits of 2 to the first number of bits again,
The bit compression conversion means compresses the compression corresponding to the pixel output at the saturation level or lower than the compression corresponding to the data corresponding to the pixel output in the region above the saturation level.
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記飽和レベル以下で低輝度レベルにおける画素出力に対応したデータに対しては、前記ビット圧縮変換手段でビット圧縮する前とビット圧縮した後で略同じ値となるような圧縮率を用いる、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
For the data corresponding to the pixel output at the low luminance level below the saturation level, use a compression ratio that is substantially the same value before and after bit compression by the bit compression conversion means,
The imaging apparatus according to claim 4.
前記処理単位内に欠陥画素がある場合には、前記欠陥画素の代わりに該欠陥画素の周囲にある前記欠陥画素と同じ色のフィルタが配置された画素を用いる、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の撮像装置。
When there is a defective pixel in the processing unit, a pixel in which a filter of the same color as the defective pixel around the defective pixel is arranged instead of the defective pixel.
The imaging device according to any one of claims 1 to 5, wherein
光学系を通して入射される被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記各画素の前面側に複数色の色分解フィルタが配置された撮像素子を備えた撮像装置の撮像方法において、
前記各画素からの出力に対し、いずれかの画素からの出力が所定の飽和レベル以上に達しているか否かを判定する判定処理ステップと、
前記判定処理ステップにより、特定色のフィルタが配置された画素からの出力が前記所定の飽和レベル以上に達していると判定した場合に、その周囲の前記特定色以外のフィルタが配置された画素からの出力に基づいて、前記所定の飽和レベル以上と判定した画素出力を補間する補間処理ステップと、
前記補間処理ステップにより前記補間処理された画素出力から生成される第1YUVデータと、前記補間処理ステップで前記補間処理を行うことなく前記所定の飽和レベル以上に達している画素出力から生成される第2YUVデータとを取り込み、前記第1YUVデータから取り出した輝度データと、前記第2YUVデータから取り出した色差データとを合成して第3YUVデータを生成するYUV合成処理ステップと、を含む、
ことを特徴とする撮像方法。
An imaging device including an imaging device in which a subject image incident through an optical system is received by a light receiving surface having a plurality of pixels and converted into an electrical signal, and a plurality of color separation filters are arranged on the front side of each pixel. In the imaging method of the apparatus,
A determination processing step for determining whether the output from any of the pixels has reached a predetermined saturation level or higher with respect to the output from each of the pixels;
When it is determined in the determination processing step that the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more, the surrounding pixels from which the filter other than the specific color is arranged An interpolation processing step of interpolating the pixel output determined to be equal to or higher than the predetermined saturation level based on the output of
First YUV data generated from the pixel output subjected to the interpolation processing in the interpolation processing step, and first output generated from the pixel output that has reached the predetermined saturation level or higher without performing the interpolation processing in the interpolation processing step. YUV composition processing step of taking in 2YUV data and synthesizing luminance data extracted from the first YUV data and color difference data extracted from the second YUV data to generate third YUV data,
An imaging method characterized by the above.
前記判定処理ステップで前記各画素の出力を検出する際の処理単位は、水平・垂直方向に2×2画素の大きさである、
ことを特徴とする請求項7に記載の撮像方法。
The processing unit when detecting the output of each pixel in the determination processing step is a size of 2 × 2 pixels in the horizontal and vertical directions.
The imaging method according to claim 7.
前記特定色のフィルタが配置された画素からの出力に対して、前記所定の飽和レベル以上に達しているときに前記補間させる動作は、動作選択手段で動作選択することにより実行される、
ことを特徴とする請求項7または8に記載の撮像方法。
The operation of performing the interpolation when the output from the pixel in which the filter of the specific color is arranged has reached the predetermined saturation level or more is performed by selecting an operation with an operation selection unit.
The imaging method according to claim 7 or 8, wherein
前記特定色のフィルタが配置された画素の出力が前記所定の飽和レベル以上に達している場合に前記補間処理ステップから出力される、前記所定の飽和レベル以下における第1のビット数から第2のビット数に一度拡張された画素出力のデータを、再度前記第1のビット数に圧縮するビット圧縮変換ステップを有し、
前記ビット圧縮変換ステップでは、前記飽和レベル以上領域における画素出力に対応したデータに対する圧縮率よりも、前記飽和レベル以下における画素出力に対応したデータに対する圧縮率を小さくして圧縮する、
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の撮像方法。
When the output of the pixel in which the filter of the specific color is disposed has reached the predetermined saturation level or higher, the second output from the first number of bits below the predetermined saturation level is output from the interpolation processing step. A bit compression conversion step of compressing the pixel output data expanded once to the number of bits into the first number of bits again;
In the bit compression conversion step, compression is performed by reducing the compression rate for data corresponding to the pixel output at the saturation level or lower than the compression rate for data corresponding to the pixel output in the region above the saturation level,
The imaging method according to claim 7, wherein:
前記飽和レベル以下で低輝度レベルにおける画素出力に対応したデータに対しては、前記ビット圧縮変換ステップでビット圧縮する前とビット圧縮した後で略同じ値となるような圧縮率を用いて圧縮する、
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像方法。
The data corresponding to the pixel output at the low luminance level below the saturation level is compressed using a compression ratio that is substantially the same value before and after bit compression in the bit compression conversion step. ,
The imaging method according to claim 10.
前記処理単位内に欠陥画素がある場合には、前記欠陥画素の代わりに該欠陥画素の周囲にある前記欠陥画素と同じ色のフィルタが配置された画素を用いる、
ことを特徴とする請求項7乃至11のいずれか一項に記載の撮像方法。
When there is a defective pixel in the processing unit, a pixel in which a filter of the same color as the defective pixel around the defective pixel is arranged instead of the defective pixel.
The imaging method according to any one of claims 7 to 11, wherein:
JP2008172327A 2007-09-14 2008-07-01 Imaging apparatus and imaging method Expired - Fee Related JP5169540B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008172327A JP5169540B2 (en) 2007-09-14 2008-07-01 Imaging apparatus and imaging method
US12/209,599 US7884866B2 (en) 2007-09-14 2008-09-12 Imaging apparatus and imaging method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007240018 2007-09-14
JP2007240018 2007-09-14
JP2008172327A JP5169540B2 (en) 2007-09-14 2008-07-01 Imaging apparatus and imaging method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009089358A true JP2009089358A (en) 2009-04-23
JP5169540B2 JP5169540B2 (en) 2013-03-27

Family

ID=40662084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008172327A Expired - Fee Related JP5169540B2 (en) 2007-09-14 2008-07-01 Imaging apparatus and imaging method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5169540B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102465070B1 (en) 2018-06-20 2022-11-09 삼성전자주식회사 Method and device to recover image

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001112010A (en) * 1999-10-05 2001-04-20 Sony Corp Color image pickup device
JP2003199117A (en) * 2001-12-25 2003-07-11 Sony Corp Image pickup device and signal processing method for solid-state imaging element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001112010A (en) * 1999-10-05 2001-04-20 Sony Corp Color image pickup device
JP2003199117A (en) * 2001-12-25 2003-07-11 Sony Corp Image pickup device and signal processing method for solid-state imaging element

Also Published As

Publication number Publication date
JP5169540B2 (en) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5347707B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5123137B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
US8269852B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP4567593B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
US7884866B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
US8319864B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5223686B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP2017022610A (en) Image processing apparatus and image processing method
JP5343588B2 (en) Imaging device
JP5277863B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5256947B2 (en) IMAGING DEVICE, IMAGING METHOD, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM RECORDING PROGRAM FOR EXECUTING THE METHOD
JP2008053931A (en) Imaging apparatus
JP5138521B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5091781B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5948997B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5803233B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP2010068331A (en) Imaging device and imaging method
JP4934617B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5310331B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5169540B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
KR101408359B1 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5145876B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP5091734B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP2010068064A (en) Imaging device and imaging method
JP2006109046A (en) Imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110408

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120703

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121217

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5169540

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160111

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees