JP2013048410A5 - カラー撮像装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明はカラー撮像装置及び画像処理方法に係り、特に色モワレの発生を抑圧することができるカラー撮像装置及び画像処理方法に関する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高周波部の偽色の発生を簡単な画像処理で抑圧することができるカラー撮像装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

Claims (13)

1. 水平方向及び垂直方向に配列された光電変換素子からなる複数の画素と、該複数の画素上に配設された所定のカラーフィルタ配列のカラーフィルタとが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、前記カラーフィルタ配列は、輝度信号を得るために最も寄与する第１の色に対応する第１のフィルタと前記第１の色以外の２色以上の第２の色に対応する第２のフィルタとが周期的に配置され、かつ前記第１のフィルタは、水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向に２以上隣接する部分を含むカラー撮像素子と、
   前記カラー撮像素子から前記カラーフィルタ配列に対応するモザイク画像を取得する画像取得部と、
   前記モザイク画像から抽出される同時化処理の対象画素に対し、該対象画素の近傍の前記第１のフィルタに対応する画素であって、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向に隣接する画素の画素値を取得し、それぞれ隣接する画素の画素値に基づいて輝度の相関方向が、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向のうちのいずれの方向かを判別する方向判別部と、
   前記モザイク画像から抽出される同時化処理の対象画素の画素位置における他の色の画素値を算出する同時化処理部であって、前記方向判別部により判別された相関方向に存在する他の色の画素の画素値を使用して算出する同時化処理部と、
   を備えたカラー撮像装置。
2. 前記カラーフィルタ配列は、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとが配列された基本配列パターンを含み、該基本配列パターンが水平及び垂直方向に繰り返して配置され、
   前記第１のフィルタ及び第２のフィルタは、それぞれ前記基本配列パターン内において水平及び垂直方向の各ライン内に１つ以上配置されている請求項１に記載のカラー撮像装置。
3. 前記カラーフィルタ配列は、前記第１のフィルタが３×３画素群において中心と４隅に配置され、該３×３画素群が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている請求項１に記載のカラー撮像装置。
4. 前記カラーフィルタ配列は、前記第１のフィルタが３×３画素群において中心のフィルタを挟んで上下左右に配置され、該３×３画素群が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている請求項１に記載のカラー撮像装置。
5. 前記方向判別部は、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向の各方向別に、隣接する画素の画素値の差分絶対値を算出し、各方向別の差分絶対値のうち最小となる方向を相関方向として判別する請求項１から４のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
6. 前記方向判別部は、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向の各方向別に、隣接する画素の画素値の比を算出し、各方向別の比のうち最も１に近い方向を相関方向として判別する請求項１から４のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
7. 前記同時化処理部は、前記方向判別部により判別された相関方向に存在する他の色の画素の画素値を、そのまま前記対象画素の画素位置における他の色の画素値とし、又は前記方向判別部により判別された相関方向に存在する複数の他の色の画素の画素値を補間した値を、前記対象画素の画素位置における他の色の画素値とする請求項１から６のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
8. 前記同時化処理部は、前記方向判別部により判別された相関方向に前記他の色の画素が存在しない場合には、前記対象画素の近傍の前記他の色の画素の画素位置における色差又は色比により、前記対象画素の画素値を補間して前記他の色の画素値を算出する請求項１から７のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
9. 前記カラーフィルタは、赤、緑、青の色に対応する赤フィルタ、緑フィルタ及び青フィルタを有し、
   前記同時化処理部は、
   前記同時化処理の対象画素が緑画素、その画素値がＧであり、前記方向判別部により判別された相関方向に赤画素又は青画素が存在しない場合、前記緑画素の近傍の赤画素及び青画素の画素値をＲ，Ｂ、これらの画素の画素位置における緑画素の画素値をＧ_Ｒ、Ｇ_Ｂとすると、前記対象画素の位置における赤画素及び青画素の画素値Ｒ_Ｇ，Ｂ_Ｇを、次式、
   Ｒ_Ｇ＝Ｇ＋（Ｒ−Ｇ_Ｒ），Ｂ_Ｇ＝Ｇ＋（Ｂ−Ｇ_Ｂ）
   により算出し、前記同時化処理の対象画素が赤画素、その画素値がＲであり、前記方向判別部により判別された相関方向に緑画素又は青画素が存在しない場合、前記赤画素の近傍の緑画素及び青画素の画素値をＧ，Ｂ、これらの画素の画素位置における赤画素の画素値をＲ_Ｇ、Ｒ_Ｂとすると、前記対象画素の位置における緑画素及び青画素の画素値Ｇ_Ｒ，Ｂ_Ｒを、次式、
   Ｇ_Ｒ＝Ｒ＋（Ｇ−Ｒ_Ｇ），Ｂ_Ｒ＝Ｒ＋（Ｂ−Ｒ_Ｂ）
   により算出し、前記同時化処理の対象画素が青画素、その画素値がＢであり、前記方向判別部により判別された相関方向に緑画素又は赤画素が存在しない場合、前記青画素の近傍の緑画素及び赤画素の画素値をＧ，Ｒ、これらの画素の画素位置における青画素の画素値をＢ_Ｇ、Ｂ_Ｒとすると、前記対象画素の位置における緑画素及び赤画素の画素値Ｇ_Ｂ，Ｒ_Ｂを、次式、
   Ｇ_Ｂ＝Ｂ＋（Ｇ−Ｂ_Ｇ），Ｒ_Ｂ＝Ｂ＋（Ｒ−Ｂ_Ｒ）
   により算出する請求項８に記載のカラー撮像装置。
10. 前記カラーフィルタは、赤、緑、及び青の色に対応する赤フィルタ、緑フィルタ及び青フィルタを有し、
    前記同時化処理部は、
    前記同時化処理の対象画素が緑画素、その画素値がＧであり、前記方向判別部により判別された相関方向に赤画素又は青画素が存在しない場合、前記緑画素の近傍の赤画素及び青画素の画素値をＲ，Ｂ、これらの画素の画素位置における緑画素の画素値をＧ_Ｒ、Ｇ_Ｂとすると、前記対象画素の位置における赤画素及び青画素の画素値Ｒ_Ｇ，Ｂ_Ｇを、次式、
    Ｒ_Ｇ＝Ｇ×（Ｒ／Ｇ_Ｒ），Ｂ_Ｇ＝Ｇ×（Ｂ／Ｇ_Ｂ）
    により算出し、前記同時化処理の対象画素が赤画素、その画素値がＲであり、前記方向判別部により判別された相関方向に緑画素又は青画素が存在しない場合、前記赤画素の近傍の緑画素及び青画素の画素値をＧ，Ｂ、これらの画素の画素位置における赤画素の画素値をＲ_Ｇ、Ｒ_Ｂとすると、前記対象画素の位置における緑画素及び青画素の画素値Ｇ_Ｒ，Ｂ_Ｒを、次式、
    Ｇ_Ｒ＝Ｒ×（Ｇ／Ｒ_Ｇ），Ｂ_Ｒ＝Ｒ×（Ｂ／Ｒ_Ｂ）
    により算出し、前記同時化処理の対象画素が青画素、その画素値がＢであり、前記方向判別部により判別された相関方向に緑画素又は赤画素が存在しない場合、前記青画素の近傍の緑画素及び赤画素の画素値をＧ，Ｒ、これらの画素の画素位置における青画素の画素値をＢ_Ｇ、Ｂ_Ｒとすると、前記対象画素の位置における緑画素及び赤画素の画素値Ｇ_Ｂ，Ｒ_Ｂを、次式、
    Ｇ_Ｂ＝Ｂ×（Ｇ／Ｂ_Ｇ），Ｒ_Ｂ＝Ｂ×（Ｒ／Ｂ_Ｒ）
    により算出する請求項８に記載のカラー撮像装置。
11. 前記方向判別部は、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向に隣接する画素の画素値の差分値がそれぞれ等しい場合には相関方向がないと判別し、
    前記同時化処理部は、前記方向判別部により相関方向がないと判別されると、同時化処理の対象画素の画素位置における他の色の画素値を、該画素位置の近傍に存在する他の色の画素の画素値を使用して算出する請求項１から１０のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
12. 前記モザイク画像から抽出する同時化処理の対象画素を前記同時化処理の対象画素単位毎に移動させながら前記方向判別部及び同時化処理部を繰り返し動作させる制御部を有する請求項１から１１のいずれか１項に記載のカラー撮像装置。
13. 水平方向及び垂直方向に配列された光電変換素子からなる複数の画素と、該複数の画素上に配設された所定のカラーフィルタ配列のカラーフィルタとが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、前記カラーフィルタ配列は、輝度信号を得るために最も寄与する第１の色に対応する第１のフィルタと前記第１の色以外の２色以上の第２の色に対応する第２のフィルタとが周期的に配置され、かつ前記第１のフィルタは、水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向に２以上隣接する部分を含むカラー撮像素子に使用される画像処理方法において、
    前記カラー撮像素子から前記カラーフィルタ配列に対応するモザイク画像を取得する工程と、
    前記モザイク画像から抽出される同時化処理の対象画素に対し、該対象画素の近傍の前記第１のフィルタに対応する画素であって、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向に隣接する画素の画素値を取得し、それぞれ隣接する画素の画素値に基づいて輝度の相関方向が、前記水平、垂直、斜め右上、及び斜め左上方向のうちのいずれの方向かを判別する工程と、
    前記モザイク画像から抽出される同時化処理の対象画素の画素位置における他の色の画素値を算出する工程であって、前記判別された相関方向に存在する他の色の画素の画素値を使用して算出する工程と、
    を含む画像処理方法。