JP2920380B2 - 色信号処理装置 - Google Patents
色信号処理装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、補色フィ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。
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、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）に示すような色フィルタを装着し、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。
ば第２図（ａ）に示すような色フィルタを装着し、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、かつ異なる色フィルタ
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）に示す色フィルタ配列をフレーム蓄積
モードでインタレース走査すれば、各フィールドの奇数
列目は、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。
ず、水平方向に隣り合っていて、かつ異なる色フィルタ
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）に示す色フィルタ配列をフレーム蓄積
モードでインタレース走査すれば、各フィールドの奇数
列目は、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、1H（水平走査時間）遅延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。
対し、1H（水平走査時間）遅延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。
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。
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。
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Ｒγ,G
γ,Bγを得たのち、２つの色差Ｒγ−Y,Bγ−Ｙを得
る。但しＹ（輝度信号）はＹ＝0.30Rγ＋0.59Gγ＋0.11
Bγである。
式に従って色分離された出力R,G,BにγをかけてＲγ,G
γ,Bγを得たのち、２つの色差Ｒγ−Y,Bγ−Ｙを得
る。但しＹ（輝度信号）はＹ＝0.30Rγ＋0.59Gγ＋0.11
Bγ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。
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とローパスフィルタを通した輝
度信号YL′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。
に２つの色差信号C1,C2とローパスフィルタを通した輝
度信号YL′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
解決される。
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
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、
フィルタの分光感度にマッ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。本発
明はこのような問題を解消し、色再現性を大幅に向上で
きる色信号処理装置を提供することを目的とするもので
ある。
を作ってから、これをもとに、色処理を行う方法では、
フィルタの分光感度にマッ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。本発
明はこのような問題を解消し、色再現性を大幅に向上で
きる色信号処理装置を提供することを目的とするもので
ある。
上記目的を達成するため、最適な色再現について考察
する。
する。
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,Gr,Cy,Yeの各出力の分光特性を、各々Mg
（λ）,Gr（λ）,Cy（λ）,Ye（λ）とする。
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,Gr,Cy,Yeの各出力の分光特性を、各々Mg
（λ）,Gr（λ）,Cy（λ）,Ye（λ）とする。
この時ある関数 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 を施せば、NTSCの理想R,G,B信号が得られはずである。
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 を、（３×４）のリニアマトリックス で近似することを考える。
は、困難であるので を、（３×４）のリニアマトリックス で近似することを考える。
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。
（λ）,b′（λ）とする。
ここで、誤差関係Ｅを例えば次のように定義する。
Ｎは整数で、通常300nm＜λ1,λ２……，λｎ＜800nm
である。
である。
この を最小にするような を決めれば良い。
（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、これをとけば（aij）が定まり、これを用い
れば 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、適当な重み付けを波長λｉや,
r,g,bの間でつけても良い。このようにして定まった を用いて、センサ出力（Mg,Gr,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。
なるので、これをとけば（aij）が定まり、これを用い
れば 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、適当な重み付けを波長λｉや,
r,g,bの間でつけても良い。このようにして定まった を用いて、センサ出力（Mg,Gr,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、Ｒγ,Gγ,BγはホワイトバランスのとられたR,
G,Bをおおむねγ＝0.45でγ変換した信号である。
G,Bをおおむねγ＝0.45でγ変換した信号である。
一方、これに対し、第４図の従来例のように、水平方
向に隣り合った画素間の差から色差信号C1,C2を作り、
これらをもとに色処理する場合を考えてみる。
向に隣り合った画素間の差から色差信号C1,C2を作り、
これらをもとに色処理する場合を考えてみる。
２つの色差信号C1,C2は、第２図の色配列の場合、 C1＝Mg−Cr C2＝Cy−Ye （８） である。
一方、輝度信号の低域成分YL′は、Mg,Gr,Cy,Yeの適
当な重みづけ平均で形成されるので、 YL′＝k1Mg＋k2Gr＋k3Cy＋k4Ye （９） と書ける。
当な重みづけ平均で形成されるので、 YL′＝k1Mg＋k2Gr＋k3Cy＋k4Ye （９） と書ける。
この場合、RGB変換部406では（３×３）マトリックス によってC1,C2,YL′からR,G,Bへ変換されているとする
と、 となる。式（８），（９），（10）をまとめると、 （11）と（６）を比べて、 となるようにいつも を決めることができれば問題ないが、これは、不可能で
ある。何故ならば最初に水平方向の差をとるという操作
をしているので、この時点で色情報の次元が４から３
へ、すなわち（Mg,Cy,Ye,Gr）から（YL′,C1,C2）へ１
つ下がっているためである。式（６）は、リニアの範囲
で色再現について最適化されているので、式（11）′よ
りも必ず色再現が良い。
と、 となる。式（８），（９），（10）をまとめると、 （11）と（６）を比べて、 となるようにいつも を決めることができれば問題ないが、これは、不可能で
ある。何故ならば最初に水平方向の差をとるという操作
をしているので、この時点で色情報の次元が４から３
へ、すなわち（Mg,Cy,Ye,Gr）から（YL′,C1,C2）へ１
つ下がっているためである。式（６）は、リニアの範囲
で色再現について最適化されているので、式（11）′よ
りも必ず色再現が良い。
このように、本発明では、固体撮像素子からの色信号
を全て用いてR,G,B信号を生成する。そのため、色信号
処理装置を次の（１），（２）のとおりに構成する。
を全て用いてR,G,B信号を生成する。そのため、色信号
処理装置を次の（１），（２）のとおりに構成する。
（１）複数の補正フィルタを含むモザイクフィルタが装
着され、各色フィルタに対応した色フィルタ信号を出力
する固体撮像手段と、該固体撮像手段から出力された各
色フィルタ信号を水平及び垂直方向に補間する補間手段
と、該補間手段によって補間することによって同時化さ
れた複数の色のフィルタ信号をリニアマトリクス演算す
ることによって３つの原色信号を形成するリニアマトリ
クス演算手段と、該リニアマトリクス演算手段により得
られた３原色信号に対してそれぞれ非線型処理を行う非
線型処理手段と、該非線型処理手段によってそれぞれ非
線型処理された３原色を用いて色差信号を形成する色差
マトリクス手段と、を有する色信号処理装置。
着され、各色フィルタに対応した色フィルタ信号を出力
する固体撮像手段と、該固体撮像手段から出力された各
色フィルタ信号を水平及び垂直方向に補間する補間手段
と、該補間手段によって補間することによって同時化さ
れた複数の色のフィルタ信号をリニアマトリクス演算す
ることによって３つの原色信号を形成するリニアマトリ
クス演算手段と、該リニアマトリクス演算手段により得
られた３原色信号に対してそれぞれ非線型処理を行う非
線型処理手段と、該非線型処理手段によってそれぞれ非
線型処理された３原色を用いて色差信号を形成する色差
マトリクス手段と、を有する色信号処理装置。
（２）前記（１）記載の色信号処理装置において、前記
リニアマトリクス演算手段は、該リニアマトリクス演算
の係数がR,G,Bの基準の分光特性ｒ（λ）,g（λ）,b
（λ）を前記各色フィルタの分光特性f1（λ）……f
n（λ）の線形結合で表わす最小２乗法によって求めら
れた係数に対応しているリニアマトリクス演算手段であ
る色信号処理装置。
リニアマトリクス演算手段は、該リニアマトリクス演算
の係数がR,G,Bの基準の分光特性ｒ（λ）,g（λ）,b
（λ）を前記各色フィルタの分光特性f1（λ）……f
n（λ）の線形結合で表わす最小２乗法によって求めら
れた係数に対応しているリニアマトリクス演算手段であ
る色信号処理装置。
以下本発明を実施例で説明する。
（第１実施例） 第１図は、本発明を第２図（ａ）のような色フィルタ
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。
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。
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。
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次元補間フィルタによる同時化である。こ
れは、各色に対して行われる。
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次元補間フィ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。
る。
CCDセンサ101には、第２図（ａ）のような４種のカラ
ーフィルタが配置されている。センサ101からインタレ
ース走査で一画素ごとに読み出された画像信号は、A/D
変換器102で読出しクロッ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1
02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。
ーフィルタが配置されている。センサ101からインタレ
ース走査で一画素ごとに読み出された画像信号は、A/D
変換器102で読出しクロッ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1
02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、116のハイパスフィ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
YLと加算器117で加算され、D/A変換器118でD/A変換さ
れ、出力される。
出され、後述するような方法で得られる輝度の低域成分
YLと加算器117で加算され、D/A変換器118でD/A変換さ
れ、出力される。
一方、A/D変換器102の出力は、４つの補間フィルタ10
6,107,108,109に入力される。これらの４つの補間フィ
ルタは、例えば第５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５図に示す補間フィルタの動作について
説明する。
6,107,108,109に入力される。これらの４つの補間フィ
ルタは、例えば第５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５図に示す補間フィ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102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の補間フィルタならば（Mg/Gr）
のラインを走査している間、スイッチ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、スイッチ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。
るものとすると、A/D変換器102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の補間フィルタならば（Mg/Gr）
のラインを走査している間、スイッチ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、スイッチ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、垂直方向の補間フィ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。
7は、垂直方向の補間フィ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、スイッチ508へ入力される。
スイッチ508の入力は、一画素ごとの読み出しクロック
φに同期して、Mg信号,Gr信号が交互に表われているの
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。これはディレイ509〜514、係数器515
〜521,加算器521からなる水平補間フィルタに入力さ
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。
スイッチ508の入力は、一画素ごとの読み出しクロック
φに同期して、Mg信号,Gr信号が交互に表われているの
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。これはディレイ509〜514、係数器515
〜521,加算器521からなる水平補間フィルタに入力さ
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用の補間フィルタ106について説明したが、
スイッチ508の選択を逆にすれば、Gr用の補間フィルタ1
09が、又、スイッチ501の選択を逆にすれば、スイッチ5
08の位相に応じて各々Cy,Ye用の補間フィルタ107,108が
構成できる。
スイッチ508の選択を逆にすれば、Gr用の補間フィルタ1
09が、又、スイッチ501の選択を逆にすれば、スイッチ5
08の位相に応じて各々Cy,Ye用の補間フィルタ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）の補間フィルタを構成したが、1HメモリをＮ本用
い、（Ｎ＋１）タップの垂直方向のFIR型ディジタルフ
ィルタにしても良いし、また1Hメモリを有効に使うた
め、IIRフィルタを用いても良いし、また1Hメモリを有
効に使うため、IIRフィルタを用いても良い。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、ディジタル処理による構
成が望ましい。
1/2）の補間フィルタを構成したが、1HメモリをＮ本用
い、（Ｎ＋１）タップの垂直方向のFIR型ディジタルフ
ィルタにしても良いし、また1Hメモリを有効に使うた
め、IIRフィルタを用いても良いし、また1Hメモリを有
効に使うため、IIRフィルタを用いても良い。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、ディ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つの補間フィルタを個
別に構成した場合を示したが、第６図のようにまとめて
構成すれば、1Hメモリやディレイ，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少が可能であ
る。
別に構成した場合を示したが、第６図のようにまとめて
構成すれば、1Hメモリやディレイ，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少が可能であ
る。
第６図において、A/D変換器102の出力を第５図に示し
たものと同様な1Hメモリ502,503、係数器504,505,506か
らなる垂直補間フィルタに入力する。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、505
の出力が（Mg/Gr）ラインであったとすると、加算器601
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には、1H毎に、夫々（Mg/Gr）と（Cy/Ye）ラ
インの補間された信号が交互に表われる。又、F2には1H
毎に（Cy/Ye）と（Mg/Gr）ラインの信号が交互に表われ
る。従って、スイッチ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/G
r），（Cy/Ye）をとり出すことができる。
たものと同様な1Hメモリ502,503、係数器504,505,506か
らなる垂直補間フィルタに入力する。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、505
の出力が（Mg/Gr）ラインであったとすると、加算器601
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には、1H毎に、夫々（Mg/Gr）と（Cy/Ye）ラ
インの補間された信号が交互に表われる。又、F2には1H
毎に（Cy/Ye）と（Mg/Gr）ラインの信号が交互に表われ
る。従って、スイッチ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/G
r），（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５
図と同様なディレイ509〜514及び係数器515〜521からな
る水平補間フィルタに入力される。加算器603,604,606,
607は、２タッ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クロック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のスイッチで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。
図と同様なディレイ509〜514及び係数器515〜521からな
る水平補間フィルタに入力される。加算器603,604,606,
607は、２タッ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クロック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のスイッチで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、同時化された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
との読出しクロックの数回に、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、補間フィルタの後に、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。
号が得られたならば、後のすべての演算処理は、画素ご
との読出しクロックの数回に、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、補間フィルタの後に、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、RGB変換部110について説明する。
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（λ
ｉ）,Ye（λｉ）（ｉ＝1,……,41）を得た。
（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（λ
ｉ）,Ye（λｉ）（ｉ＝1,……,41）を得た。
次に、NTSCのRGBの理想分光特性ｒ（λｉ）,g（λ
ｉ）,b（λｉ）を、例えば“色彩化学ハンドブック東京
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いた結果、次のよう
な最適マトリックス を得た。もちろん、実在するRGBのフィルタの分光特性
を測定して、基準のｒ（λｉ）,g（λｉ）,b（λｉ）を
得てもよい。
ｉ）,b（λｉ）を、例えば“色彩化学ハンドブック東京
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いた結果、次のよう
な最適マトリックス を得た。もちろん、実在するRGBのフィルタの分光特性
を測定して、基準のｒ（λｉ）,g（λｉ）,b（λｉ）を
得てもよい。
これを３段までのシフトと加算を行うディジタル固定
乗算器で実行するため、次のように と近似した。
乗算器で実行するため、次のように と近似した。
もちろん、λｉに重みをつけて正規方程式を作り、 を得てもよい。
また、本実施例においては、固定乗算器を用いたが、
テーブル変換を用いて実施してもよい。
テーブル変換を用いて実施してもよい。
次にホワイトバランス部111でRGB信号をRGBからαR,
G,βＢという形に変換することでホワイトバランスがと
られる。RGB変換部110の乗算器を可変乗数倍器としてマ
トリックスＡ″のかわりに として、RGB変換とホワイトバランスを共通化しても良
い。
G,βＢという形に変換することでホワイトバランスがと
られる。RGB変換部110の乗算器を可変乗数倍器としてマ
トリックスＡ″のかわりに として、RGB変換とホワイトバランスを共通化しても良
い。
次に、γ変換部112では、テーブル変換によってRGB信
号がγ変換される。色差マトリックス部113では、
（７）式に従って、マトリックス演算が行われる。ここ
でも、整数型の固定乗算を行うため、各係数をいくつか
の２のべき乗の加減算が近似すると良い。
号がγ変換される。色差マトリックス部113では、
（７）式に従って、マトリックス演算が行われる。ここ
でも、整数型の固定乗算を行うため、各係数をいくつか
の２のべき乗の加減算が近似すると良い。
（第２実施例） 第７図（ａ）のような色フィルタ配列で、フィールド
蓄積モードでインタレース読出しする場合においても、
本発明は有効であり、この場合の実施例を示す。
蓄積モードでインタレース読出しする場合においても、
本発明は有効であり、この場合の実施例を示す。
即ち、各フィールドの奇数番目のラインでは、（Mg＋
Cy）と（Gr＋Ye）が水平方向に交互に出力され、偶数番
目のラインでは、（Mg＋Ye）と（Gr＋Cy）が各々交互に
出力される。従って、C1＝（Mg＋Cy）,C2＝（Gr＋Ye）,
C3＝（Mg＋Ye）,C4＝（Gr＋Cy）の４つの異なる色信号
が空間的にサンプリングされているので、２次元補間フ
ィルタリングを行って同時化してから各色フィルタの分
光特性に合わせて最適化された演算でRGBへ変換するこ
とができる。
Cy）と（Gr＋Ye）が水平方向に交互に出力され、偶数番
目のラインでは、（Mg＋Ye）と（Gr＋Cy）が各々交互に
出力される。従って、C1＝（Mg＋Cy）,C2＝（Gr＋Ye）,
C3＝（Mg＋Ye）,C4＝（Gr＋Cy）の４つの異なる色信号
が空間的にサンプリングされているので、２次元補間フ
ィルタリングを行って同時化してから各色フィルタの分
光特性に合わせて最適化された演算でRGBへ変換するこ
とができる。
また、この配列でフレーム蓄積モードで、インタレー
ス或はノンインタレース読出しを行った結果を、一旦A/
D変換してフレームメモリに入れ、これから読み出しな
がら同様な処理を行ってもよい。この場合、垂直相関距
離が短かくなるので垂直方向の偽色除去に効果がある。
ス或はノンインタレース読出しを行った結果を、一旦A/
D変換してフレームメモリに入れ、これから読み出しな
がら同様な処理を行ってもよい。この場合、垂直相関距
離が短かくなるので垂直方向の偽色除去に効果がある。
（第３実施例） 第７図（ｂ）のように、一画素上に２つの異なる色フ
ィルタを形成し、フレーム蓄積させてインタレース走査
で読み出す方式のスチルビデオカメラにおいて、フレー
ム撮影を可能にしたセンサが提案されている。このよう
な場合においても、奇数番目からC1＝（Mg＋Ye）,C2＝
（Gr＋Cy）の２つの色信号、偶数番目からC3＝（Mg＋C
y）,C4＝（Gr＋Ye）の２つの色信号が得られるので、第
１及び第２実施例と同じく本発明が有効である。
ィルタを形成し、フレーム蓄積させてインタレース走査
で読み出す方式のスチルビデオカメラにおいて、フレー
ム撮影を可能にしたセンサが提案されている。このよう
な場合においても、奇数番目からC1＝（Mg＋Ye）,C2＝
（Gr＋Cy）の２つの色信号、偶数番目からC3＝（Mg＋C
y）,C4＝（Gr＋Ye）の２つの色信号が得られるので、第
１及び第２実施例と同じく本発明が有効である。
（第４実施例） 第７図（ｃ）のように、補色フィルタをストライプ状
に並べたセンサの場合にも、本発明は有効である。
に並べたセンサの場合にも、本発明は有効である。
この場合は、垂直方向にあえて補間する必要はない
が、垂直方向に補間、即ちローパスフィルタリングする
ことによって、色のS/N比は向上するので好ましい。水
平方向には、上述の実施例と同じように補間フィルタに
よって補間する。RGB変換マトリックスは、この場合は
（３×３）のマトリックスになる。
が、垂直方向に補間、即ちローパスフィルタリングする
ことによって、色のS/N比は向上するので好ましい。水
平方向には、上述の実施例と同じように補間フィルタに
よって補間する。RGB変換マトリックスは、この場合は
（３×３）のマトリックスになる。
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像子に
装着した各色フィ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、色再現性が大幅に向上す
る。
装着した各色フィ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、色再現性が大幅に向上す
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例のブロック図、第２図は色
フィルタの配列を示す図、第３図は従来例のブロック
図、第４図は別の従来例のブロック図、第５図は補間フ
ィルタのブロック図、第６図は別の補間フィルタのブロ
ック図、第７図は第２図とは別の色フィルタの配列を示
す図である。 101……センサ 106〜109……補間フィルタ 110……RGB変換器
フィルタの配列を示す図、第３図は従来例のブロック
図、第４図は別の従来例のブロック図、第５図は補間フ
ィルタのブロック図、第６図は別の補間フィルタのブロ
ック図、第７図は第２図とは別の色フィルタの配列を示
す図である。 101……センサ 106〜109……補間フィルタ 110……RGB変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−158990（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−150252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−243478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−85492（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−501424（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 9/64 H04N 9/07
Claims (2)
- 【請求項１】複数の補正フィルタを含むモザイクフィル
タが装着され、各色フィルタに対応した色フィルタ信号
を出力する固体撮像手段と、 該固体撮像手段から出力された各色フィルタ信号を水平
及び垂直方向に補間する補間手段と、 該補間手段によって補間することによって同時化された
複数の色のフィルタ信号をリニアマトリクス演算するこ
とによって３つの原色信号を形成するリニアマトリクス
演算手段と、 該リニアマトリクス演算手段により得られた３原色信号
に対してそれぞれ非線型処理を行う非線型処理手段と、 該非線型処理手段によってそれぞれ非線型処理された３
原色を用いて色差信号を形成する色差マトリクス手段
と、 を有する色信号処理装置。 - 【請求項２】請求項１記載の色信号処理装置において、
前記リニアマトリクス演算手段は、該リニアマトリクス
演算の係数がR,G,Bの基準の分光特性ｒ（λ）,g（λ）,
b（λ）を前記各色フィルタの分光特性f1（λ）……fn
（λ）の線形結合で表わす最小２乗法によって求められ
た係数に対応しているリニアマトリクス演算手段である
ことを特徴とする色信号処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281456A JP2920380B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 色信号処理装置 |
| EP89311508A EP0368614B1 (en) | 1988-11-09 | 1989-11-07 | Color signal processing apparatus |
| DE89311508T DE68909171T2 (de) | 1988-11-09 | 1989-11-07 | Farbsignalverarbeitungseinrichtung. |
| US07/913,978 US5202756A (en) | 1988-11-09 | 1992-07-16 | Color signal processing apparatus using plural luminance signals |
| US08/542,428 US5581298A (en) | 1988-11-09 | 1995-10-12 | Color signal processing apparatus using plural luminance signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281456A JP2920380B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 色信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02128591A JPH02128591A (ja) | 1990-05-16 |
| JP2920380B2 true JP2920380B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=17639437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63281456A Expired - Lifetime JP2920380B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 色信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920380B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2816173B2 (ja) * | 1989-04-21 | 1998-10-27 | 株式会社日立製作所 | 撮像装置及び撮像装置の信号処理方法 |
| JP3735867B2 (ja) * | 1993-01-14 | 2006-01-18 | ソニー株式会社 | 輝度信号生成装置 |
| US7636473B2 (en) | 2004-03-12 | 2009-12-22 | Seiko Epson Corporation | Image color adjustment |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999762A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | カラ−固体撮像装置 |
| EP0192736B1 (en) * | 1984-09-10 | 1990-05-23 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Signal processing method and apparatus for sampled color image signal |
| US4663661A (en) * | 1985-05-23 | 1987-05-05 | Eastman Kodak Company | Single sensor color video camera with blurring filter |
| JPS62133883A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Hitachi Denshi Ltd | カラ−テレビジヨンカメラ |
| JP2517934B2 (ja) * | 1986-12-23 | 1996-07-24 | ソニー株式会社 | 輝度信号形成回路 |
| JPS6485492A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Toshiba Corp | Video signal processing system for color image pickup device |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP63281456A patent/JP2920380B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02128591A (ja) | 1990-05-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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