JP2744261B2 - 色信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、補色フイルタを装着した単板式カラービデ
オカメラやカラースチルビデオカメラの色信号処理装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の装置においては、固体撮像素子に例え
ば第２図（ａ）に示すような色フイルタを装着し、第３
図に示すような信号処理をすることで、最終的に輝度と
２つの色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを得るのが普通である。

このような従来の方式の色信号処理においては、ま
ず、水平方向に隣り合っていて、かつ異なる色フイルタ
を装着されている画素からの出力を減算した結果である
色差信号から演算処理が行われるのが普通である。例え
ば、第２図（ａ）に示す色フイルタ配列をインタレース
走査すれば、各フイールドの奇数列目は、減算器304に
よりC₁＝（Mg−Gr）という減算結果が得られ、偶数列目
は、C₂＝（Ye−Cy）という減算結果が得られる。これに
対して、305の色信号処理部では、適当な方法でホワイ
トバランス、γ変換などの色処理演算が行われる。

次に、これらの線順次化されている色差信号C₁/C₂に
対し、同時化回路306で1H（水平走査時間）遅刻線など
を用いて同時化して、更に、これらを色差マトリクス回
路307に通すことにより色差軸を適当に回転し、最終的
に２つの色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを得ている。

しかし、このような方式の色処理方法には、次のよう
な２つの根本的な問題がある。

（Ａ）ホワイトバランスがとりにくい。

三管式カメラやRGB原色（純色）タイプのカメラで
は、Ｇに対するＲとＢの比を色温度に応じて変化させる
ことで、ホワイトバランスがとれるのに対し、この種の
装置では、色情報が色差の形で出てくるので、例えば、
色温度に応じて、輝度信号の何割かを色差信号に加減算
することによって白色に対する色差信号を強制的に零に
し、ホワイトバランスをとっている。この方法は、原理
的にも正しくなく、幅広い色温度範囲で、精度良くホワ
イトバランスをとることは極めてむずかしい。

（Ｂ）色差のままγ変換するので色の再現性が良くな
い。

三管式カメラのRGB原色タイプのカメラでは、NTSC方
式に従って色分離された出力R,G,BにγをかけてＲ^γ,G
^γ,B^γを得たのち、２つの色差Ｒ^γ−Y,B^γ−Ｙを得
る。但しＹ（輝度信号）はＹ＝0.30R^γ＋0.59G^γ＋0.11
B^γである。

ところが、補色タイプのカメラでは、色信号は、最初
に差をとられてから、γをかけられるので（Mg−Gr）^γ
のように差の形のままγをかけられてしまう。従って、
後でどう補正しても正規のNTSCと対応のついた色信号が
得られず、色の再現性はよくない。

上記の問題点を解決するために例えば、第４図のよう
に２つの色差信号C₁,C₂とローパスフイルタを通した輝
度信号Y_L′を用いて、適当な演算によってRGBへ変換
し、この状態でホワイトバランス、γ変換を行い、再び
輝度、色差へ変換する方法が考えられる。

これによれば、R,G,Bの状態でホワイトバランス、γ
変換を行えるので上述した第３図の例のような問題点は
ある程度解決される。

しかし、このように、一度水平方向の出力の差の色差
を作ってから、これをもとに、色処理を行う方法では、
フイルタの分光感度にマツチした最適な色処理が行え
ず、色再現性が良くならないという問題があった。

そこで、色再現性を良くするために、以下の様な方法
が考えられる。NTSC方式ではその３原色R,G,Bに対する
理想分光特性が規定されており、これをｒ（λ）,g
（λ）,b（λ）とする。一方、第２図（ａ）のようなセ
ンサを使用した場合のMg,Cr,Gy,Yeの各出力の分光特性
を、各々Mg（λ）,Gr（λ）,Cy（μ）,Ye（λ）とす
る。

この時ある関数Ｆがあって、 とできれば、センサ出力Mg,Gr,Cy,Yeにも同様の関数Ｆ
を施せば、NTSCの理想R,G,B信号が得られるはずであ
る。

現実には、（１）式をすべての波長λで成立させるの
は困難であるので、次のような方法がとられる。Ｆを、
（３×４）のリニアマトリツクスＡ＝（a_ij）で近似す
ることを考える。Ａによって変換された結果の分光特性
をｒ′（λ）,g′（λ）,b′（λ）とする。即ち、 ここで、誤差関数Ｅを例えば次のように定義する。

Ｎは整数で、通常300nm＜λ₁,λ_２……，λ_ｎ＜800nm
である。

このＥ（Ａ）を最小にするようなＡを決めれば良い。

即ち、 （５）は、いわゆる正規方程式で12元連立１次方程式
になるので、これをとければ（a_ij）が定まり、これを
用いればＦの良い近似となる。もちろん、誤差関数Ｅの
選択の仕方は、これだけではなく、適当な重みを付けを
波長λ_１やr,g,bの間でつけても良い。このようにして
定まったＡを用いて、センサ出力（Mg,Cr,Cy,Ye）を、 のように変換し、このR,G,Bをもとにγ変換、ホワイト
バランスなど必要な色処理を行えば良い、そして、最終
的に というNTSCの規格にあった変換を行うことで所望の輝
度、色差信号を得ることができる。

但し、Ｒ^γ,G^γ,B^γはホワイトバランスのとられたR,
G,Bをおおむねγ＝0.45vでγ変換した信号である。

しかし、その後の研究の結果、この方法によって色再
現性は大巾に向上するが、そのかわり、垂直方向のエツ
ジ部に偽色が発生する現象があらわれることがわかっ
た。

本発明は上述の如き問題点を解決し良好な色再現性を
有しかつ偽の色信号のない色信号処理装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明の色信号処理装置では、第１の水平走査期間
に、２つの異なる第１の色信号X1、第２の色信号X2が、
くり返し読み出され、第２の水平走査期間に上記の２つ
の色信号とは更に異なる２つの第３の色信号X3、第４の
色信号X4がくり返し読み出される撮像手段と、 第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つ
の色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整
する調整手段と、 上記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、
X2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、a₁₁＋a₁₂＝a₂₁＋a₂₂＝a₃₁＋a₃₂ a₁₃＋a₁₄＝a₂₃＋a₂₄＝a₃₃＋a₃₄ を行なうことによってRGB信号へ変換する第１のマトリ
クス演算手段と、 前記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、
X2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、［A_ij］は、RGBの基準の分光特性ｒ（λ）、ｇ
（λ）、ｂ（λ）に対して［A_ij］によって近似的に得
られる分光特性をｒ′（λ）、ｇ′（λ）、ｂ′（λ）
とし、誤差関数Ｅを （ここでＮは整数。λ１、λ２、…、λＮは整数の波
長を示す。） としたときにＥ（Ａ）を最小とするように求めた係数
からなる。

を行なうことによってRGB信号へ変換する第２のマトリ
クス演算手段と、 前記撮像手段の出力信号の垂直方向の高周波成分のレ
ベルに応じて、前記第１、第２のマトリクス演算手段の
出力の割当を変えてＲ、Ｇ、Ｂ信号を形成する制御手段
と、を有する。

［作用］ このように構成することにより、２種類のマトリクス
演算の長短を最適に組み合わせ、撮像素子の出力信号の
垂直方向の高周波成分の量が多く偽色が発生しやすい時
には、第１のマトリクス演算手段を主に用い、垂直方向
の高周波成分が少なく偽色が発生しないときには、色再
現の良い第２のマトリクス演算手段を主に用いているの
で、色再現性が良く偽色も少ない色信号処理装置を得る
ことができる。

［実施例］ 以下本発明に基づき説明する。

（第１実施例） 第１図は、本発明を第２図（ａ）のような色フイルタ
を装着したCCDをインタレース走査する場合の実施例を
示す。

このケースでは、Mg,Gr,Cy,Yeの４つの色信号が同時
化されていなければならない。なぜなら、これら４つの
情報を演算によって、R,G,Bの色信号へ変換するからで
ある。

MOS型センサのように、４線同時読み出しが可能な構
造であれば、このことは問題なく実行できるが、CCDの
ようにこれが出来ないセンサにおいては、まず各々の色
信号を２次元的に補間して同時化する必要がある。

例えば、第２図（ａ）のようなセンサ出力の場合、Mg
に注目すると、そのサンプリングの位置は、第２図
（ｂ）に○印で示した所になる。その他の×印の所は、
他の色情報はあるが、Mgの色情報がないので、○印のつ
いたデータ（Ａ〜Ｈなど）の適当な重みづけで補間す
る。これが２次元補間フイルタによる同時化である。こ
れは、各色に対して行われる。

以上を念頭において、以下第１図を使用して説明す
る。

CCDセンサ101には、第２図（ａ）のような４種のカラ
ーフイルタが配置されている。センサ101からインタレ
ース走査で読み出された画像信号は、102のAGCにより調
整された後、A/D変換器103で読出しクロツクに同期した
タイミングでA/D変換される。後で行う色処理のため
に、このA/D変換器103は、リニヤな特性が良く、量子化
誤差の点から考えて、8bit以上で行うのが望ましい。

輝度信号は、104,116の垂直、水平ハイパスフイルタ
で高域成分が検出され、後述するような方法で得られる
輝度の低域成分Y_Lと加算器117で加算され、D/A変換器11
8でD/A変換され、出力される。

一方、A/D変換器103の出力は、４つの補間フイルタ10
6,107,108,109に入力される。これら４つの補間フイル
タは、例えば第４図に示すように構成されており、これ
らの出力は各々同時化された色信号Mg,Cy,Ye,Grとな
る。ここで、第４図に示す補間フイルタの動作について
説明する。

センサ101からの出力は、インタレース走査されてい
るものとすると、A/D変換器103の出力は、1Hごとに（Mg
/Gr）のライン、（Cy/Ye）のラインの出力と切り換わ
る。従って、例えばMgの補間フイルタならば（Mg/Gr）
のラインを走査している間、スイツチ501はA/Dの出力
を、次の1Hでは零を選択するようにすると、スイツチ50
1の出力には（Mg/Gr）ラインのデータと1H分の零が1Hご
とに交互に出力される。

1Hメモリ502,503、係数倍器504,505,506及び加算器50
7は、垂直方向の補間フイルタを形成している。例え
ば、504,506の係数は1/2、505の係数は１に設定する
と、507の出力には（Mg/Gr）のラインのデータと前後の
（Mg/Gr）ラインの平均値が1Hごとに出力され、垂直方
向に補間される。

次に加算器507の出力は、スイツチ508へ入力される。
スイツチ508の入力は、画素ごとの読み出しクロツクφ
に同期して、Mg信号、Gr信号が交互に現われているの
で、Mg信号の時は、507の出力を、Gr信号の時は零を選
択して出力する。これはデイレイ509〜514、係数器515
〜521、加算器521からなる水平補間フイルタに入力さ
れ、水平方向に補間される。係数器515〜521の係数は、
例えば各々（1/8,2/8,3/8,1/2,3/8,2/8,1/8）のように
全部の和が２になるようにするのが良い。

以上、Mg用の補間フイルタ106について説明したが、
スイツチ508の選択を逆にすれば、Gr用の補間フイルタ1
09が、又、スイツチ501の選択を逆にすれば、スイツチ5
08の位相に応じて各々Cy,Ye用の補間フイルタ107,108が
構成できる。

また、上述の説明では、1Hメモリを２本用い（1/2,1,
1/2）の補間フイルタを構成したが、1HメモリをＮ本用
い、（Ｎ＋１）タツプの垂直方向のFIR型デイジタルフ
イルタにしても良い。こうすると、垂直方向の色の帯域
が好ましい。このような構成は、アナログ処理では難し
く、デイジタル処理による構成が望ましい。

以上の説明では、106〜109の４つの補間フイルタを個
別に構成した場合を示したが、第５図のようにまとめて
構成すれば、1Hメモリやデイレイ、加算器、係数器の共
通化ができるので、回路規模の大幅な縮小が可能であ
る。

即ち第６図においてA/D変換器102の出力を第４図に示
したものと同様な1Hメモリ502,503、係数器504,505,506
からなる垂直補間フイルタに入力する。加算器601の出
力は、1Hごとに前後ラインの平均値が表われる。今、50
5の出力が（Mg/Gr）ラインであったとすると、加算器60
1の出力は、前後の（Cy/Ye）ラインの平均値が表われ
る。次のラインでは、505の出力は（Cy/Ye）ラインとな
るので、F1,F2には、1H毎に、（Mg/Gr）と（Cy/Ye）ラ
インの補間された信号が交互に表われる。従って、スイ
ツチ602で1H毎に、F1とF2を選択することにより、垂直
方向に同時化されて補間信号（Mg/Gr），（Cy/Ye）をと
り出すことができる。

各々の（Mg/Gr）又は（Cy/Ye）ラインの信号は、第４
図と同様なデイレイ509〜514及び係数器515〜521からな
る水平補間フイルタに入力される。加算器603,604,606,
607は、２タツプごとの出力を加算するようしているの
で、例えば603と604の出力には、１クロツクφごとに、
MgとGrの補間された出力が交互に表われる。従って、60
5のスイツチでφごとに603と604の出力を切り換えれ
ば、２次元的に補間されたMg及びGr信号を得ることがで
きる。Cy,Yeについても同様である。

又、第１図において、同期化されたMg,Cy,Ye,Grの信
号が得られたならば、後のすべての演算処理は、画素ご
との読出しクロツクの数回に１回行えばよい。なぜな
ら、一般に、カラー信号の帯域は狭いからである。従っ
て、補間フイルタの後に、間引き処理を行って、後の演
算処理を比較的低速で行うようにしてもよい。こうする
と、消費電力の大幅な節約ができる。

次に、補間後の信号はスイツチ119を介して本発明の
特徴であるRGB変換部110,120に入力される。

このRGB変換部につき説明する。前述したように、ま
ずMg,Gr,Cy,Ye各々の分光特性Mg（λ）,Gr（λ）,Cy
（λ）,Ye（λ）を380nmから780nmまで10nm間隔で測定
し、Mg（λｉ）,Gr（λｉ）,Cy（λｉ）,Ye（λｉ）
（ｉ＝1,……,41）を得る。

次に、NTSCのRGBの利用分光特性ｒ（λｉ）,g（λ
ｉ）,b（λｉ）を、例えば“色彩化学ハンドブツク東京
大学出版会（1981）”より読みとり、（５）式により、
等しい重みをつけた正規方程式をとく。

さらに、（３）式のリニアマトリクスＡの係数
［a_ij］は次の条件を満たさなければならない。例え
ば、無彩色の被写体を第２図（ａ）のフイルターで出力
した場合に、各フイルターに対応する出力信号Mg
（λ）,Gr（λ）,Cy（λ）,Ye（λ）をマトリクス
［a_ij］（ｉ＝3,j＝４）で変換すると、変換後のRGB信
号は、 Ｒ（λ）＝a₁₁Mg（λ）＋a₁₂Gr（λ）＋a₁₃Cy（λ）＋a₁₄Ye（λ） Ｇ（λ）＝a₂₁Mg（λ）＋a₂₂Gr（λ）＋a₂₃Cy（λ）＋a₂₄Ye（λ） Ｂ（λ）＝a₃₁Mg（λ）＋a₃₂Gr（λ）＋a₃₃Cy（λ）＋a₃₄Ye（λ） ……（12） となる。この時、フイルターのMg,Grの位置は被写体の
暗部に、Cy,Yeの位置は被写体の明部に一致していると
すると、どの様な補間フイルターを用いても、 が成り立つ。このα，βは、被写体の色温度に依存する
パラメータである。

式（12）（13）より、 Ｒ（λ）＝（a₁₁＋a₁₂/α）V₁（λ）＋（a₁₃＋a₁₄/β）V₂（λ） Ｇ（λ）＝（a₂₁＋a₂₂/α）V₁（λ）＋（a₂₃＋a₂₄/β）V₂（λ） Ｂ（λ）＝（a₃₁＋a₃₂/α）V₁（λ）＋（a₃₃＋a₃₄/β）V₂（λ） ……（14） この被写体は無彩色であるため、すべてのV₁（λ）,V
₂（λ）について、Ｒ（λ）＝Ｇ（λ）＝Ｂ（λ）でな
ければ、垂直方向に偽色が出てしまう。しかも、被写体
の色温度により、α，βが変化し、Ｒ（λ）,G（λ）,B
（λ）がしてしまう。

その為本実施例では式（14）において、偽色を防止す
る目的でＲ（λ）＝Ｇ（λ）＝Ｂ（λ）を満たすため、
同時に次の２つの条件も満たすようにする。即ち、 ここで、α，βは被写体の色温度によって変化するの
で、あらかじめ複数の各色温度における無彩色被写体の
α，βを測定しておく。

今Gr（λ）の出力をα倍、Ye（λ）の出力をβ倍した
ものを各々Gr′（λ）,Ye′（λ）として式（６）の代
わりに によって変換する事を考える。その場合（15）は と書き換えられる。したがって、式（４）は と書ける。但し、Gr′（λ）はGr（λ）のα倍、 Ye′（λ）はye（λ）のβ倍であ
る。

また、Ｅ′（Ａ）＝Ｅ（Ａ）＋l₁（a₁₁＋a₁₂−a₂₁−a₂₂） ＋l₂（a₁₁＋a₁₂−a₃₁−a₃₂） ＋l₃（a₁₃＋a₁₄−a₂₃−a₂₄） ＋l₄（a₁₃＋a₁₄−a₃₃−a₃₄） ……（19） を考えるとＥ（Ａ）が最小値をとるならば式（17）より
Ｅ′（Ａ）＝Ｅ（Ａ）となり、最小値をとることにな
る。

従って、 これを式（５）と同様に、正規方程式として解くと、
［a_ij］はl₁〜l₄の関数となる。

求めるべき係数は、（17）の条件を満たすので、l₁,l
₂,l₃,l₄を設定したときの評価関数Ｆ（ｌ）を次のよう
に定義する。

Ｆ（ｌ）＝|a₁₁（ｌ）＋a₁₂（ｌ）−a₂₁（ｌ）−a₂₂（ｌ）｜ ＋|a₁₁（ｌ）＋a₁₂（ｌ）−a₃₁（ｌ）−a₃₂（ｌ）｜ ＋|a₁₃（ｌ）＋a₁₄（ｌ）−a₂₃（ｌ）−a₂₄（ｌ）｜ ＋|a₁₃（ｌ）＋a₁₄（ｌ）−a₃₃（ｌ）−a₃₄（ｌ）｜ ……（21） 但し、ｌ＝（l₁,l₂,l₃,l₄）である。

今l₁,l₂,l₃,l₄をある初期値l₁₀,l₂₀,l₃₀,l₄₀に設定し
て、設定値各々のパラメータを、△l₁,△l₂,△l₃,△l₄
だけ少しずつ動かして、種々のl₁,l₂,l₃,l₄に対する［a
_ij］を式（20）について解いて求め、この［a_ij］を用
いて式（21）によりＦ（ｌ）を求める。

このＦ（ｌ）を最小にするｌ＝（l₁,l₂,l₃,l₄）を組
を求めるとこれに対応する［a_ij］が求める最適な係数
となる。第２のマトリクス演算手段としてのRGB変換部1
20はこのようにして求められた［a_ij］の係数を有す
る。

尚［a_ij］は、式（16）がα、Ｐによって異なるので
色温度ごとに最適値が異なる。

そこで本実施例のRGB変換部120では色温度によるRGB
変換マトリクス係数の切り換えを行なう。その為に色温
度検出器CDで外光の分光特性から、赤色光成分と青色光
成分の比率により、判別してこれによりマトリクス係数
を自動的に切り換える。具体的には複数のRGB変換テー
ブルを有し、これを色温度に応じて切換えれば良い。

次にRGB変換部110について説明する。RGB変換部は第
１のマトリクス演算手段を構成しており、その係数［a
_ij］は、次のように設定されている。

まず、（式）17の共通部分を各々2P,2Qとおく。

a₁₁＋a₁₂＝a₂₁＋a₂₂＝a₃₁＋a₃₂＝2P ……（22） a₁₃＋a₁₄＝a₂₃＋a₂₄＝a₃₃＋a₃₄＝2Q ……（23） また、a₁₁−a₁₂＝2R₁ a₁₃−a₁₄＝2R₂ a₂₁−a₂₂＝2G₁ a₂₃−a₂₄＝2G₂ a₃₁−a₃₂＝2B₁ a₃₃−a₃₄＝2B₂ ……（24） とすると、例えばＲは（16）より Ｒ＝a₁₁Mg＋a₁₂Gr′＋a₁₃Cy＋a₁₄Ye′なので（22），
（23），（24）により Ｒ＝（Ｐ＋R₁）Mg＋（Ｐ＋R₁）Gr′＋（Ｑ＋R₂）Cy＋（Ｑ＋R₂）Ye′ ＝Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）＋R₁（Mg−Gr′）＋R₂（Cy−Ye′） ……（25） となる。また、同様に Ｇ＝Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）＋G₁（Mg−G
r′）＋G₂（Cy−Ye′） ……（26） Ｂ＝Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）＋B₁（Mg−G
r′）＋B₂（Cy−Ye′） ……（27） となる。

PGB変換部110の係数は（25），（26），（27）のマト
リクス演算をするように定められている。

次にRGB変換部110の定数P,Q,R₁,R₂,G₁,G₂,B₁,B₂の具
体的な決め方の例について説明する。一般に（16）式の
マトリクスではパラメータの数は12であるが、条件（1
5）式によってパラメータの数が８個に集約されてい
る。

先ず前述のMg（λｉ）,Gr（λｉ）,Cy（λｉ）,Ye
（λｉ）,r（λｉ）,g（λｉ）,b（λｉ）を求める。

そして（11），（12），（13）を書き直すと、 従って、（28）によって変換されたRGBの等価的分光
特性Ｒ（λ）,G（λ）,B（λ）は、 となる。これをに述べたNTSCのRGBの理想分光特性ｒ
（λ）,g（λ）,b（λ）にできるだけ近似させる。但
し、８コのパラメータP,Q及びR_i,G_i,B_i（ｉ＝1,2）は色
温度によらず一定にしたいので、例えば5100゜Kに対す
るα，βを用いて、これらのパラメータを決めるとよ
い。この為には例えば最小２乗法を用いる。

即ち誤差関数Ｅ（P,Q,R_i,G_i,B_i）を次のように定義す
る。

これをP,Q,R_i,G_i,B_i（ｉ＝1,2）で各々偏微分して、
０と置くことにより、８元連立１次方程式が得られるの
で、これをP,Q,R_i,G_i,B_iについて解けばよい。

このように色について最適化すると必ずしもＰ＝Ｑに
ならないが、Ｐ＝Ｑの場合よりパラメータが１つ多い分
だけ色再現は良好である。

尚、このように構成することでα，βを調整すること
ができて、ホワイトバランスもとれる。

一般に（16）のように、３×４のマトリクス演算を行
うと、３×４＝12回の乗算と３×３＝９回の加減算が必
要である。

しかし、このRGB変換器110では、式（15）の条件を利
用することによって、RGBを式（25），（26），（27）
のようにマトリクス演算する。

この結果、次のように、乗算回数の少ない演算で実行
できる。例えばＲについては、 Ｐ（Mg＋Gr′）＋Ｑ（Cy＋Ye′）の演算 ３回の加減算と、２回の乗算 R₁（Mg−Gr′）の演算 １回の加減算と、１回の乗算 R₂（Cy−Ye′）の演算 １回の加減算と１回の乗算 ＋＋の演算 ２回の加減算 が必要である。このうちと，の加減算は各色間で
共通化できるので、 全部で ３＋１＋１＋３×２＝11回の加減算と、 ２＋３×１＋３×１＝８回の乗算で済むことに
なる。

このようにして変換され形成されたRGB信号はスイツ
チ124を介してホワイトバランス回路111において前記色
温度検出器CDにより再び相互の比率がコントロールさ
れ、更にγ変換回路112でγ変換された後、色差マトリ
クス回路113で低域輝度信号Y_Lと、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙ
を形成する。低域輝度信号Y_Lは加算器117に導かれ、輝
度信号を形成し、D/A変換器118でアナログ輝度信号とな
る。

又、色差信号Ｒ−Y,B−Ｙは夫々D/A変換器114,115を
介してアナログ色差信号になる。

尚A/D変換器103からの出力信号は垂直方向のハイパス
フイルタ104により高周波成分が取り出される。フイル
タ104の具体的な構成例を第６図に示す。

701,702は1Hデイレイ、703〜705は係数器で（−1/2,
1,−1/2）の係数となっている。707も係数器である。こ
のように構成されたハイパスフイルター104の出力はコ
ンパレータ121に入力され所定の閾値REFと比較され、こ
の閾値より大きいとき即ち高周波成分の多いときにはコ
ンパレータ121の出力により補間フイルタ106〜109の出
力（Mg,Cy,Ye,Gr）が前記第１のマトリクス演算手段と
してのRGB変換部110に入力されるようスイツチ119が切
換わり、コンパレータ121の入力が閾値よりも小さいと
きには第２のマトリクス演算手段としてのRGB変換部120
に入力されるようスイツチ119が切換わる。

これは以下の利用による。即ち、第１のマトリクス演
算手段による変換では垂直方向の偽色を消去できる効果
があるものの、第２のマトリクス演算手段で12ある係数
の自由度が８となっている為色再現に制約を受け必ずし
も最適な色再現ができない欠点がある。一方、第２のマ
トリクス演算手段では極めて忠実な色再現ができるもの
の垂直方向に偽色信号が発生する欠点がある。

本実施例では、この両者の長短を最適に組み合せ、撮
像素子の出力信号の垂直方向の高周波成分の量が多く偽
色が発生しやすい時には第１のマトリクス演算手段を用
い、垂直方向の高周波成分が少なく偽色が発生しないと
きには色再現の良い第２のマトリクス演算手段を用いて
いるので、色再現性が良く偽色も少ない色信号処理装置
を得ることができる。

尚、コンパレータ121の出力は同時に電源供給部122か
ら各RGB変換部110、120への給電ラインを制御する為の
スイツチ123にも入力されており、スイツチ119に連動し
てスイツチ123が切換わるようにしているので、マトリ
クス演算時の電力消費を節約することができる。

（第２実施例） 第７図に第２の実施例を示す。ここでは補間フイルタ
106〜109からの出力信号Mg,Cy,Ye,GrがRGB変換部110,12
0の両方に入り、出力されたおのおののRGB信号が124,12
5,126に示す混合回路に入る。この混合回路はハイパス
フイルター104からの出力により、高周波成分が多いと
きは、RGB変換部110の出力の混合比をRGB変換部120の出
力に比べて多くし、高周波成分が少ないときは逆に、連
続的あるいは段階的に混合比を変えるようにする。この
方法はRGB変換部110とRGB変換部120の出力が大きく異な
るとき、両者の出力が切り換わる部分の画像に不自然な
変化を与えない効果がある。

尚、本発明は第２（ａ）図のようなCCDをインタレー
ス走査する場合以外にも、第８図（ａ）を垂直方向に混
合して読み出す場合や、第８図（ｂ）のように一画素を
２分割して、フイルターを貼り合わせたCCDの場合のよ
うに、信号が水平方向に２色、垂直方向に２色計４色の
繰り返しであるものであっても有効である。

又、輝度信号は、RGBの重み付けで作られるY_Lとセン
サ信号をHPFして得られる信号との和を用いて色再現の
向上をはかったが、HPFしないMg,Gr,Cy,Ye信号に本発明
と同じ重み付として、そのまま用いてもよい。又、本発
明はムービービデオカメラの様な動画の処理に用いても
電子スチルカメラの様な静止画の処理に用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、固体撮像子に
装着した各色フイルタに対応する色信号を全て用いてR,
G,Bの３信号が生成されるので、正しいホワイトバラン
ス、γ変換が行うことができた。

かつ垂直偽色の発生も少ない色信号処理装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例のブロツク図、 第２図（ａ），（ｂ）は色フイルタの配列例を示す図、 第３図は従来の色信号処理装置のブロツク図、 第４図は補間フイルタの構成例のブロツク図、 第５図は補間フイルタの他の実施例のブロツク図、 第６図は垂直ハイパスフイルターの構成例のブロツク
図、 第７図は本発明の第２実施例のブロツク図、 第８図（ａ），（ｂ）は色フイルタの他の配列例を示す
図である。 101……センサ 106〜109……補間フイルタ 110,120……RGB変換部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の水平走査期間に、２つの異なる第１
   の色信号X1、第２の色信号X2が、くり返し読み出され、
   第２の水平走査期間に上記の２つの色信号とは更に異な
   る２つの第３の色信号X3、第４の色信号X4がくり返し読
   み出される撮像手段と、 第１及び第２の水平走査期間内の同一走査線上の２つの
   色信号の無彩色に対する応答を等しくなるように調整す
   る調整手段と、 上記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、X
   2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、a₁₁＋a₁₂＝a₂₁＋a₂₂＝a₃₁＋a₃₂ a₁₃＋a₁₄＝a₂₃＋a₂₄＝a₃₃＋a₃₄ を行なうことによってRGB信号へ変換する第１のマトリ
   クス演算手段と、 前記調整手段による調整後の第１〜第４の色信号X1、X
   2、X3、X4に対して３行４列のマトリクス演算 但し、［A_ij］は、RGBの基準の分光特性ｒ（λ）、ｇ
   （λ）、ｂ（λ）に対して［A_ij］によって近似的に得
   られる分光特性をｒ′（λ）、ｇ′（λ）、ｂ′（λ）
   とし、誤差関数Ｅを （ここでＮは整数。λ１、λ２、…、λＮは複数の波長
   を示す。） としたときにＥ（Ａ）を最小とするように求めた係数か
   らなる。 を行なうことによってRGB信号へ変換する第２のマトリ
   クス演算手段と、 前記撮像手段の出力信号の垂直方向の高周波成分のレベ
   ルに応じて、前記第１、第２のマトリクス演算手段の出
   力の割合を変えてＲ、Ｇ、Ｂ信号を形成する制御手段
   と、 を有する色信号処理装置。