JP3017312B2 - Color imaging device - Google Patents

Color imaging device

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JP3017312B2
JP3017312B2 JP3100034A JP10003491A JP3017312B2 JP 3017312 B2 JP3017312 B2 JP 3017312B2 JP 3100034 A JP3100034 A JP 3100034A JP 10003491 A JP10003491 A JP 10003491A JP 3017312 B2 JP3017312 B2 JP 3017312B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、2次元的に複数個の受
光素子(画素)が配置された撮像素子を備えたカラー撮
像装置に関し、特に解像度が良く、モワレが少なくS/
N比の良い画像を出力できるカラー撮像装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image pickup apparatus provided with an image pickup element in which a plurality of light receiving elements (pixels) are arranged two-dimensionally, and particularly to a color image pickup apparatus having a high resolution, a small amount of moiré and a low S / O ratio.
The present invention relates to a color imaging device capable of outputting an image having a good N ratio.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6,図7,図8は従来より知られてい
るカラー固体撮像素子の色フィルタの配列構成の例を示
す図である。図6は赤色光透過フィルタR,緑色光透過
フィルタG,青色光透過フィルタBが垂直にストライプ
状に並んだいわゆるストライプフィルタと呼ばれる構成
である。これに対し、図7,図8はいわゆるモザイクフ
ィルタと呼ばれる構成で、図7では緑色光透過フィルタ
Gが垂直にストライプ状になっており、赤色光透過フィ
ルタRおよび青色光透過フィルタBがそれぞれ2行おき
2列に水平方向にGフィルタの間に配置され、また、図
8ではマゼンダ光透過フィルタMg,緑色光透過フィル
タGr,シアン光透過フィルタCy,黄色光透過フィル
タYeが水平方向に2画素,垂直方向に4画素の8個の
色フィルタを1単位とし、図に示す順序で配置されてい
る。
2. Description of the Related Art FIGS. 6, 7 and 8 show examples of arrangements of color filters of a conventionally known color solid-state imaging device. FIG. 6 shows a so-called stripe filter in which a red light transmitting filter R, a green light transmitting filter G, and a blue light transmitting filter B are vertically arranged in stripes. 7 and 8 show a so-called mosaic filter. In FIG. 7, the green light transmitting filter G is vertically striped, and the red light transmitting filter R and the blue light transmitting filter B are each 2 pixels. In FIG. 8, a magenta light transmission filter Mg, a green light transmission filter Gr, a cyan light transmission filter Cy, and a yellow light transmission filter Ye are arranged in two pixels in the horizontal direction in every other row and two columns. , Eight color filters of four pixels in the vertical direction are defined as one unit, and are arranged in the order shown in FIG.

【0003】しかしながら、これらの色フィルタ配列を
持つ撮像素子には次のような問題がある。すなわち、図
6に示す構成の色フィルタを設けた撮像素子では、サン
プリング周波数の1/3の周波数に色信号キャリアが発
生するため、ナイキスト周波数であるサンプリング周波
数の1/2の周波数までを解像できず解像度が劣る。
However, the image pickup device having such a color filter array has the following problems. That is, in the image pickup device provided with the color filter having the configuration shown in FIG. 6, since a color signal carrier is generated at a frequency of 1/3 of the sampling frequency, resolution up to a frequency of 1/2 of the sampling frequency which is the Nyquist frequency is performed. The resolution is inferior.

【0004】図7に示す構造の色フィルタを設けた撮像
素子は、垂直方向にバンドの異なるRフィルタとBフィ
ルタが並んでいるため、垂直方向に色モワレが発生しや
すく、特に有彩色画像で見苦しいシーンが出てくる。
In an image sensor provided with a color filter having the structure shown in FIG. 7, R and B filters having different bands in a vertical direction are arranged side by side, so that color moire is likely to occur in the vertical direction. An unsightly scene comes out.

【0005】図8に示す構成の色フィルタを受けた撮像
素子は、バンドの広い補色フィルタで構成されているた
め、図7に示す構成の色フィルタを設けた撮像素子より
色モワレは出にくいが、画素の出力信号間の差信号で色
信号を形成するため、色信号のS/N比が悪く、さら
に、出力信号を量子化しディジタル処理を行う際に、色
信号の量子化誤差が大きくなり好ましくない。
Since the image pickup device having the color filter shown in FIG. 8 is constituted by a complementary color filter having a wide band, color moire is less likely to occur than the image pickup device provided with the color filter shown in FIG. Since the color signal is formed by the difference signal between the output signals of the pixels, the S / N ratio of the color signal is poor, and the quantization error of the color signal increases when the output signal is quantized and digitally processed. Not preferred.

【0006】さらに、図7,図8に示す構成の色フィル
タを設けた撮像素子ともサンプリング周波数の1/2の
周波数に色信号キャリアが発生するめ、ナイキスト周波
数であるサンプリング周波数の1/2の周波数までを解
像することができない。
Further, in both the image pickup devices provided with the color filters having the structures shown in FIGS. 7 and 8, a color signal carrier is generated at a half frequency of the sampling frequency, so that the frequency is a half of the Nyquist frequency. Can not be resolved.

【0007】これに対し、米国特許明細書第39710
65号に開示されている、いわゆるベイヤー配列と呼ば
れる色フィルタ配列を有する撮像素子がある。これは図
9に示すように、撮像素子の画素の水平方向のピッチを
H ,垂直方向のピッチをPV とすると、緑色光透過フ
ィルタGは、水平方向のピッチ2PH ,垂直方向のピッ
チPV で水平方向にPH だけオフセットされたオフセッ
トサンプリング構造で配置され、赤色光透過フィルタR
および青色光透過フィルタBは水平方向のピッチ2P
H ,垂直方向のピッチ2PV の矩形格子状サンプリング
構造で配置されているものである。このようなベイヤー
配列を有する撮像素子を用いると、モワレが少なく、か
つ、S/N比の良い良好な画像が得られることが知られ
ている。
On the other hand, US Pat.
There is an image sensor having a color filter array called a Bayer array disclosed in Japanese Patent No. 65-65. As shown in FIG. 9, when the horizontal pitch of the pixels of the image sensor is P H and the vertical pitch is P V , the green light transmitting filter G has a horizontal pitch of 2P H and a vertical pitch of A red light transmitting filter R arranged in an offset sampling structure offset horizontally by P H by P V
And the blue light transmitting filter B has a horizontal pitch 2P.
H, in which are arranged in a rectangular grid-like sampling structure of vertical pitch 2P V. It is known that when an image pickup device having such a Bayer array is used, a good image with less moire and a good S / N ratio can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このベ
イヤー配列を有する撮像素子を用いても以下に示す問題
が発生する。すなわち、図10(a),(b)はそれぞ
れ図9に示す色フィルタの撮像素子で発生する信号キャ
リアの位置を2次元周波数平面(fH ,fV )上に表し
た時の第1象限の特性図である。ここで、図10(a)
に示す周波数平面上の特性図は、図9の撮像素子の各画
素からの出力信号をそのままスイッチングして切り換え
ることにより輝度信号を形成しており、図10(b)に
示す周数平面上の特性図は、図9の撮像素子のGフィル
タが配置された画素からの信号のみを用いて輝度信号を
形成している。
However, the following problems occur even when the image pickup device having the Bayer array is used. That is, FIGS. 10A and 10B respectively show the first quadrant when the position of the signal carrier generated by the image sensor of the color filter shown in FIG. 9 is represented on a two-dimensional frequency plane (f H , f V ). FIG. Here, FIG.
In the characteristic diagram on the frequency plane shown in FIG. 9, a luminance signal is formed by directly switching and switching the output signal from each pixel of the image sensor of FIG. In the characteristic diagram, a luminance signal is formed using only a signal from a pixel of the image sensor of FIG. 9 where the G filter is arranged.

【0009】いずれの場合も周波数空間上、(1/2P
H ,0)および(0,1/2PV )に色信号のキャリア
が発生していることがわかる。すなわち、ベイヤー配設
を有する撮像素子の場合もサンプリング周波数の1/2
の周波数に色信号キャリアが発生するため、ナイキスト
周波数であるサンプリング周波数の1/2の周波数まで
を解像することができない。
In any case, (1 / 2P
It can be seen that color signal carriers are generated at ( H , 0) and (0, 1 / 2P V ). That is, in the case of an image pickup device having a Bayer arrangement, half of the sampling frequency is also used.
Since a chrominance signal carrier is generated at the frequency of, it is not possible to resolve up to half the sampling frequency which is the Nyquist frequency.

【0010】さらに、各画素からの出力信号をスイッチ
ングして切り換えたり、Gフィルタが配置された画素か
らの信号のみを用いる単純合成の輝度信号では正しい分
光特性を持つ輝度信号が得られず、したがって出力画像
の色再現性等に悪影響を及ぼす。このため、輝度信号の
低域成分だけを正しい分光特性を持つ輝度信号に置き換
える処理が従来より行われているが、この正しい分光特
性を持つ輝度信号を形成するための回路規模が大幅に増
加する。
Furthermore, a luminance signal having a correct spectral characteristic cannot be obtained with a simple synthesized luminance signal using only a signal from a pixel in which a G filter is arranged, by switching and switching an output signal from each pixel. It adversely affects the color reproducibility of the output image. For this reason, processing for replacing only the low-frequency component of the luminance signal with a luminance signal having correct spectral characteristics has been conventionally performed, but a circuit scale for forming a luminance signal having this correct spectral characteristic is greatly increased. .

【0011】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、簡易な手法で分光特性の補正された輝度信号を
得ることができ、解像度が良く、モワレが少なく、S/
N比の良好な画像を得ることのできるカラー撮像装置を
提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to obtain a luminance signal whose spectral characteristics have been corrected by a simple method, has a good resolution, has little moire, and has a high S / S ratio.
It is an object of the present invention to provide a color imaging device capable of obtaining an image having a good N ratio.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明では、前記目的を
達成するため、カラー撮像装置を次の(1)のとおりに
構成する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a color image pickup apparatus is constituted as in the following (1).

【0013】(1)被写体像を輝度情報と色情報を有す
る電気信号に変換するカラー撮像装置であって、つぎの
a,b,c,dの構成要素を備えたカラー撮像装置。 a.画素が水平方向のピッチPH ,垂直方向のピッチP
V の矩形格子状に配置された撮像素子。 b.前記画素に対応して設けられた、水平方向のピッチ
2PH ,垂直方向のピッチPV で水平方向にPH だけオ
フセットされたオフセットサンプリング構造を有する第
1の色フィルタと、水平方向のピッチ2PH ,垂直方向
のピッチ2PVの矩形格子状サンプリング構造を有する
第2の色フィルタおよび第3の色フィルタとを有する色
フィルタアレイ。 c.前記第1の色フィルタ,第2の色フィルタ,第3の
色フィルタに対応する画素から出力された第1の色信
号,第2の色信号,第3の色信号にもとづいて、第1の
色信号のうち第2の色信号の画素と同じ列の画素による
信号のみを同時化し、第2の色信号との差をとった第1
の差信号と、第1の色信号のうち第3の色信号の画素と
同じ列の画素による信号のみを同時化し、第3の色信号
との差をとった第2の差信号とから前記色情報を形成す
る第1の色信号形成手段、並びに第1の色信号のうち第
2の色信号の画素と同じ行の画素による信号のみを同時
化し、第2の色信号との差をとった第3の差信号と、第
1の色信号のうち第3の色信号の画素と同じ行の画素に
よる信号のみを同時化し、第3の色信号との差をとった
第4の差信号とから前記色情報を形成する第2の色情報
形成手段を有し、被写体像における走査方向またはこれ
に直交する方向の周波数成分に応じて該第1の色情報形
成手段と該第2の色情報形成手段とを切り換える色情報
形成手段。
(1) A color image pickup apparatus for converting a subject image into an electric signal having luminance information and color information, the apparatus including the following components a, b, c, and d. a. Pixel pitch P H in the horizontal direction, pitch P in the vertical direction
Image sensors arranged in a V rectangular grid. b. A first color filter provided corresponding to the pixel and having an offset sampling structure offset horizontally by P H at a horizontal pitch of 2P H and a vertical pitch of P V; H, a color filter array and a second color filter and the third color filter having a rectangular grid-like sampling structure of vertical pitch 2P V. c. The first color signal, the second color signal, and the third color signal output from the pixels corresponding to the first color filter, the second color filter, and the third color filter are used to generate a first color signal. Only the signals of the pixels in the same column as the pixels of the second color signal among the color signals are synchronized, and the first signal obtained by taking a difference from the second color signal is obtained.
From the difference signal of the first color signal and the second difference signal obtained by taking the difference from the third color signal by synchronizing only the signals of the pixels in the same column as the pixel of the third color signal. First color signal forming means for forming color information, and only signals of pixels of the same row as pixels of the second color signal among the first color signals are synchronized to obtain a difference from the second color signal. A fourth difference signal obtained by synchronizing only the third difference signal and a signal of a pixel in the same row as the pixel of the third color signal among the first color signals to obtain a difference from the third color signal And second color information forming means for forming the color information from the first color information forming means and the second color in accordance with a frequency component in a scanning direction or a direction orthogonal to the scanning direction in the subject image. Color information forming means for switching between the information forming means.

【0014】d.前記第1の差信号または第3の差信号
と前記第2の差信号または第4の差信号とをそれぞれ定
数倍し、これらを前記第1の色信号,第2の色信号,第
3の色信号のうちの少なくとも1つ以上の信号を合成し
て得られる信号に、加算することで前記輝度情報を形成
する輝度情報形成手段。
D. The first difference signal or the third difference signal is multiplied by a constant with the second difference signal or the fourth difference signal, respectively, and these are multiplied by the first color signal, the second color signal, and the third color signal. Luminance information forming means for forming the luminance information by adding the signal to a signal obtained by combining at least one of the color signals.

【0015】[0015]

【作用】前記(1)の構成により、2次元周波数空間上
の(1/2PH ,0)および(0,1/2PV )にある
白黒の被写体についての色差信号のキャリアが消滅し、
モワレが抑制される。
According to the structure of (1), the carrier of the color difference signal for the black-and-white subject in (1 / 2P H , 0) and (0, , P V ) on the two-dimensional frequency space disappears,
Moire is suppressed.

【0016】また、合成して得た輝度情報に、第1と第
2または第3と第4の差信号を定数倍にした信号が加算
され、輝度情報の分光特性が補正される。
Also, a signal obtained by multiplying the first and second or third and fourth difference signals by a constant multiple is added to the luminance information obtained by synthesis, and the spectral characteristic of the luminance information is corrected.

【0017】[0017]

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
図1は本発明の第1実施例である“カラー撮像装置”の
ブロック図である。撮像素子(センサ)101には図9
(a)に示すベイヤー配列のR,G,Bフィルタ(フィ
ルタアレイ)が設けられている。撮像素子101から1
画素ごとに読み出された画像信号は色分離部102によ
りR,G,B信号に分離された後、ホワイトバランス部
111でR,G,B信号のゲインがホワイトバランスセ
ンサ(AWB)120より得られた色温度情報をもとに
ホワイトバランス調整され、次にγ変換部112でγ変
換され、その後A/D(アナログ−ディジタル)変換器
103でA/D変換される。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
FIG. 1 is a block diagram of a "color image pickup apparatus" according to a first embodiment of the present invention. FIG. 9 shows an image sensor (sensor) 101.
An R, G, B filter (filter array) having a Bayer array shown in FIG. Image sensor 101 to 1
The image signal read for each pixel is separated into R, G, and B signals by a color separation unit 102, and gains of the R, G, and B signals are obtained from a white balance sensor (AWB) 120 by a white balance unit 111. The white balance is adjusted based on the obtained color temperature information, then the γ conversion is performed by the γ conversion unit 112, and then the A / D (analog-digital) converter 103 performs the A / D conversion.

【0018】輝度信号はスイッチ回路(SWY)126
によりスイッチングされることにより読み出し順に並べ
られ、高域成分を含む輝度信号YS として取り出され
る。この輝度信号YS は、後述する第1の差信号または
第3の差信号R(γ乗)−G1(γ乗)、第2の差信号
または第4の差信号B(γ乗)−G2 (γ乗)の定数倍
を加算した信号と加算器117で加算され、D/A(デ
ィジタル−アナログ)変換器118でD/A変換され出
力される。
The luminance signal is supplied to a switch circuit (SWY) 126
Arranged in read order by being switched by, it is taken as the luminance signal Y S including the high-frequency component. This luminance signal Y S is a first difference signal or a third difference signal R (γ power) −G 1 (γ power), a second difference signal or a fourth difference signal B (γ power) − A signal obtained by adding a constant multiple of G 2 (γ power) and an adder 117 are added, D / A converted by a D / A (digital-analog) converter 118, and output.

【0019】一方、A/D変換器103の出力のうちG
(γ乗)信号は、スイッチ(SW)128により図2
(a)に示すタイミング1、または(b)に示すタイミ
ング2の2つのタイミングでそれぞれ図示の位置にある
1 (γ乗)信号とG2 (γ乗)信号に分離される。こ
れはスイッチ128を例えば1水平走査期間ごとに切り
換えることで可能である。この2つのタイミング1,2
の切り換えは後述する判定回路131により、被写体の
輝度信号に応じて行われる。このように分離されたG1
(γ乗)信号,G2 (γ乗)信号はR(γ乗)信号,B
(γ乗)信号とともに補間フィルタ106,107,1
08,109に入力され、各々同時化された信号R(γ
乗),G1 (γ乗),G2 (γ乗),B(γ乗)とな
る。なお、補間フィルタ106〜109では補間による
同時化のみならず、2次元ローパスフィルタリング,エ
ッジ強調等の線形処理も行われる。これらの処理は線形
処理のため、後で述べる加算処理やマトリクス処理等の
処理と順序を入れ替えてもよい。
On the other hand, among the outputs of the A / D converter 103, G
The (γ-th power) signal is generated by a switch (SW) 128 in FIG.
At two timings, timing 1 shown in (a) or timing 2 shown in (b), the signal is separated into a G 1 (γ power) signal and a G 2 (γ power) signal at the positions shown in the figure. This can be achieved by switching the switch 128 every one horizontal scanning period, for example. These two timings 1, 2
Is switched in accordance with a luminance signal of a subject by a determination circuit 131 described later. G 1 thus separated
(Γ power) signal, G 2 (γ power) signal is R (γ power) signal, B
(Γ power) signal and interpolation filters 106, 107, 1
08, 109 and the signals R (γ
Power), G 1 (γ power), G 2 (γ power), and B (γ power). The interpolation filters 106 to 109 perform not only synchronization by interpolation but also linear processing such as two-dimensional low-pass filtering and edge enhancement. Since these processes are linear processes, the order may be interchanged with processes such as addition processing and matrix processing described later.

【0020】同時化されたR(γ乗)信号,G1 (γ
乗)信号は加算器129で第1の差信号,第3の差信号
R(γ乗)−G1 (γ乗)となり、B(γ乗)信号とG
2 (γ乗)信号は加算器130で第2の差信号,第4の
差信号B(γ乗)−G2 (γ乗)となり、これらが色差
信号マトリクス処理部113に入力され、
The synchronized R (γ power) signal, G 1
The (power) signal becomes a first difference signal and a third difference signal R (γ power) −G 1 (γ power) in an adder 129, and a B (γ power) signal and G
The 2 (γ power) signal is converted into a second difference signal and a fourth difference signal B (γ power) −G 2 (γ power) by the adder 130, and these are input to the color difference signal matrix processing unit 113.

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】という変換が行われ、色差信号R−Y,B
−Yが生成される。
Is performed, and the color difference signals RY, B
-Y is generated.

【0023】ここで、G1 (γ乗),G2 (γ乗)信号
の切り換えが図2(a)に示すタイミング1で行われる
場合を想定し、周波数空間上(1/2PH ,0)にある
白黒の被写体が撮像素子101により採取されるとす
る。この被写体は周期2PH の縦縞であり、このような
被写体に対してはR(γ乗)=G1 (γ乗),B(γ
乗)=G2 (γ乗)となるため、加算器129,130
より出力されるR(γ乗)−G1 (γ乗)信号,B(γ
乗)−G2 (γ乗)信号はいずれも零となる。ゆえに、
色差マトリクス処理部113から出力される色差信号R
−Y,B−Yも零となり出力されない。このことは、周
波数(1/2PH,0)での色差信号のキャリアが消滅
することを意味している。別の解釈をすれば、周波数
(1/2PH ,0)上でのR(γ乗)信号のキャリアと
1 (γ乗)信号のキャリアは同位相であり、B(γ
乗)信号のキャリアとG2 (γ乗)信号のキャリアは同
位相であり、したがって、これらの第1,第2の差信号
R(γ乗)−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)
のこの周波数でのキャリアを消滅させることができるた
め、色差信号のキャリアが発生しないのである。
Here, it is assumed that the switching of the G 1 (γ power) and G 2 (γ power) signals is performed at the timing 1 shown in FIG. 2 (a), and in the frequency space (1 / 2P H , 0) It is assumed that a black-and-white subject in ()) is collected by the image sensor 101. This subject is a vertical stripe with a period of 2P H , and for such a subject, R (γ power) = G 1 (γ power), B (γ power)
Power) = G 2 (γ power), so that the adders 129 and 130
R (γ power) -G 1 (γ power) signal, B (γ
Each of the (power) -G 2 (γ power) signals becomes zero. therefore,
The color difference signal R output from the color difference matrix processing unit 113
-Y and BY also become zero and are not output. This means that the carrier of the color difference signal at the frequency (1 / 2P H , 0) disappears. In other words, the carrier of the R (γ-th power) signal and the carrier of the G 1 (γ-th power) signal on the frequency (1 / 2P H , 0) are in phase, and B (γ
The signal carrier and the G 2 (γ power) signal carrier have the same phase, and therefore, these first and second difference signals R (γ power) −G 1 (γ power) and B (γ power) ) -G 2 (γ power)
Since the carrier at this frequency can be eliminated, no carrier of the color difference signal is generated.

【0024】次にG1 (γ乗),G2 (γ乗)信号の切
り換えが図2(b)に示すタイミング2で行われる場合
を想定し、周波数空間上(0,1/2PV )にある白黒
の被写体が撮像素子101により採取されたとする。こ
の被写体は周期2PV の横縞であり、このような被写体
に対しては、加算器129,130より出力されるR
(γ乗)−G1 (γ乗)信号,B(γ乗)−G2 (γ
乗)信号はいずれも零となる。ゆえに色差マトリクス処
理部113から出力される色差信号R−Y,B−Yも零
となり出力されない。このことは、周波数(0,1/2
V )での色差信号のキャリアが消滅することを意味し
ている。別の解釈をすれば、周波数(0,1/2PV
上でのR(γ乗)信号のキャリアとG1 (γ乗)信号の
キャリアは同位相であり、B(γ乗)信号のキャリアと
2 (γ乗)信号のキャリアは同位相であり、したがっ
てこれらの第3,第4の差信号R(γ乗)−G1 (γ
乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)のこの周波数でキャリ
アを消滅させることができるため、色差信号のキャリア
が発生しないのである。
Next, assuming that the switching of the G 1 (γ power) and G 2 (γ power) signals is performed at the timing 2 shown in FIG. 2B, on the frequency space (0, 1 / 2P V ) Is taken by the image sensor 101. This object is horizontal stripe period 2P V, for such a subject is output from the adder 129, 130 R
(Γ power) -G 1 (γ power) signal, B (γ power) −G 2
All of the signals are zero. Therefore, the color difference signals RY and BY output from the color difference matrix processing unit 113 are also zero and are not output. This means that the frequency (0,1 / 2)
P V ) means that the carrier of the color difference signal disappears. In other words, the frequency (0, 1 / 2P V )
The carrier of the R (γ power) signal and the carrier of the G 1 (γ power) signal are in phase, and the carrier of the B (γ power) signal and the carrier of the G 2 (γ power) signal are in phase. Therefore, these third and fourth difference signals R (γ power) −G 1
The carrier can be eliminated at this frequency of (power), B (γ power) −G 2 (γ power), so that no carrier of the color difference signal is generated.

【0025】これらの色差信号は引き続くD/A変換器
114,115でD/A変換され出力される。
These color difference signals are D / A converted by the following D / A converters 114 and 115 and output.

【0026】さらに第3の差信号R(γ乗)−G1 (γ
乗),第4の差信号B(γ乗)−G2 (γ乗)は定係数
乗算器132,133により定数倍され、加算器134
で加算され、輝度信号YS に加算器117で加算され、
分光特性の補正された輝度信号Yを得ることができる。
Further, a third difference signal R (γ power) -G 1
) And the fourth difference signal B (γ power) −G 2 (γ power) are multiplied by constants by constant coefficient multipliers 132 and 133,
Is added to the luminance signal Y S by an adder 117,
A luminance signal Y having a corrected spectral characteristic can be obtained.

【0027】この原理を以下に説明する。撮像素子10
1の各画素からの出力信号を単純合成し、得られた輝度
信号をYS とする。輝度信号YS は本実施例では各画素
からの出力信号をスイッチ回路126によりスイッチン
グされることにより得られるものであるが、色分離され
た色信号のうちの1つ、例えばG信号をそのまま用いた
ものであってもよい。これに対し、分光特性が視感度と
等しくなるよう補正された輝度信号をYL とする。輝度
信号YL は同時化された各色信号の線形結合より形成す
ることができる。
The principle will be described below. Image sensor 10
The output signals from each pixel are simply synthesized, and the obtained luminance signal is set to Y S. In this embodiment, the luminance signal Y S is obtained by switching the output signal from each pixel by the switch circuit 126, but one of the color-separated color signals, for example, the G signal is used as it is. It may be what was. In contrast, the corrected luminance signal to spectral characteristics equal to the luminosity and Y L. The luminance signal Y L can be formed by a linear combination of the synchronized color signals.

【0028】[0028]

【数2】 (Equation 2)

【0029】と表わすことができる。NTSC方式の場
合、 δ=0.30,α+β=0.59,ε=0.11 ……(2) である。輝度信号YL は輝度信号YS に比べて低帯域で
ある。輝度信号YS のうち、YL と同じ帯域を持つ輝度
信号をYSLとする。
Can be expressed as In the case of the NTSC system, δ = 0.30, α + β = 0.59, ε = 0.11 (2). The luminance signal Y L has a lower band than the luminance signal Y S. Of the luminance signal Y S, the luminance signal having the same bandwidth as the Y L and Y SL.

【0030】このとき、輝度信号YはYS の低域部分Y
SLを正しい分光特性を持つ輝度信号YL に置き換えるこ
とにより、補正される。すなわち、 Y=(YS −YSL)+YL =YL +(YL −YSL) ……(3) ここで輝度信号YSLは各色信号の線形結合で表わすこと
ができる。これを
[0030] At this time, the luminance signal Y low-frequency portion of the Y S Y
By replacing the luminance signal Y L having a correct spectral characteristics SL, it is corrected. That is, Y = (Y S −Y SL ) + Y L = Y L + (Y L −Y SL ) (3) Here, the luminance signal Y SL can be represented by a linear combination of each color signal. this

【0031】[0031]

【数3】 (Equation 3)

【0032】とする。このとき(3)式の右辺のカッコ
の中は次のものとなる。すなわち、
It is assumed that At this time, the parentheses on the right side of the equation (3) are as follows. That is,

【0033】[0033]

【数4】 (Equation 4)

【0034】 ここで δ−s=t−α ならば s+t=α+δ δ+α+β+ε=s+t+u+w(=1)だから β+ε=u+w したがって ε−w=u−β ここで C1 =δ−s=t−α ……(5) C2 =ε−w=u−β ……(6) とおくと、Here, if δ−s = t−α, then s + t = α + δ δ + α + β + ε = s + t + u + w (= 1), so β + ε = u + w, and thus ε−w = u−β, where C 1 = δ−s = t−α... (5) C 2 = ε−w = u−β (6)

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】これを(3)式に代入してSubstituting this into equation (3)

【0037】[0037]

【数6】 (Equation 6)

【0038】となる。したがって輝度信号Yの分光特性
の補正は単純合成により得られた輝度信号YS に第1,
第2の差信号または第3,第4の差信号R(γ乗)−G
1 (γ乗),R(γ乗)−G2 (γ乗)の定数倍を加算
することにより行うことができる。
## EQU4 ## Therefore, the spectral characteristics of the luminance signal Y are corrected by adding the first and the second luminance signals to the luminance signal Y S obtained by the simple synthesis.
The second difference signal or the third and fourth difference signals R (γ power) -G
It can be performed by adding a constant multiple of 1 (γ power) and R (γ power) −G 2 (γ power).

【0039】輝度信号YS がスイッチ回路126により
スイッチングがされることにより得られるものであると
き、(4)式のs,t,u,wは s=t=u=w=0.25 ……(8) となるから、(2),(5),(6)式より α=0.20,β=0.39, C1 =0.05,C2 =−0.14 ……(9) が得られる。
When the luminance signal Y S is obtained by being switched by the switch circuit 126, s, t, u and w in the equation (4) are as follows: s = t = u = w = 0.25 .. (8), α = 0.20, β = 0.39, C 1 = 0.05, C 2 = −0.14 from the equations (2), (5) and (6). 9) is obtained.

【0040】また、輝度信号YS がG信号をそのまま用
いたものであるとき、(4)式のs,t,u,wは s=w=0,t=u=0.5 ……(10) となるから、(2),(5),(6)より α=0.20,β=0.39 C1 =0.30,C2 =0.11 ……(11) が得られる。
When the luminance signal Y S is a signal using the G signal as it is, s, t, u and w in the equation (4) are represented by s = w = 0, t = u = 0.5 (...) 10), α = 0.20, β = 0.39 C 1 = 0.30, C 2 = 0.11 (11) are obtained from (2), (5) and (6). .

【0041】このようにして分光特性の補正された輝度
信号Yは、D/A変換器118でD/A変換され出力さ
れる。なお、一般に色差信号R−Y,B−Y、輝度の低
域成分YL は輝度信号Yに比べ充分帯域が狭いため、補
間し同時化されたR(γ乗),G1 (γ乗),G2 (γ
乗),B(γ乗)信号の加算器129,130、色差マ
トリクス処理部113、輝度信号生成回路127等での
処理は間引きなどを行って輝度信号Yの処理より遅いク
ロックで行ってもよい。
The luminance signal Y whose spectral characteristics have been corrected in this manner is D / A converted by the D / A converter 118 and output. In general the color difference signal R-Y, B-Y, because sufficient bandwidth is narrower than in the low-frequency component Y L is the luminance signal Y of the luminance, interpolated synchronized been R (gamma-th power), G 1 (gamma-th power) , G 2
The processing in the adders 129, 130, the color difference matrix processing unit 113, the luminance signal generation circuit 127, and the like of the (power) and B (γ) signals may be performed with a clock that is slower than the processing of the luminance signal Y by performing thinning or the like. .

【0042】なお、図1に示す処理ブロック図より得ら
れる出力信号をアナログ記録する場合、D/A変換器1
18,114,115は必要であるが、何らかの磁気媒
体,光磁気媒体,E2 PROM(electricallyerasabl P
ROM) 等にディジタル記録する場合入れなくてもよい。
When the output signal obtained from the processing block diagram shown in FIG. 1 is recorded in an analog form, the D / A converter 1
18,114,115 is required, some magnetic media, magneto-optical media, E 2 PROM (electricallyerasabl P
It does not need to be inserted when digital recording is performed in ROM).

【0043】次に判定回路131について説明する。図
3(a)はこの判定回路の一構成を示すものである。こ
こではスイッチ回路126より出力される輝度信号Yに
水平方向のバンドパスフィルタ31をかけ、水平方向の
高周波成分を抽出する。これが比較回路32に入力さ
れ、あるスレッショルドレベルトと比較される。そし
て、スレッショルドレベルより大きく、水平方向の高周
波成分が大きいと判定された場合には、水平方向の色差
信号のキャリアを消滅させるタイミング1が選択され、
そうでない場合は垂直方向の色差信号のキャリアを消滅
させるタイミング2が選択される(図2参照)。
Next, the judgment circuit 131 will be described. FIG. 3A shows one configuration of the determination circuit. Here, a horizontal band-pass filter 31 is applied to the luminance signal Y output from the switch circuit 126 to extract a high-frequency component in the horizontal direction. This is input to the comparison circuit 32 and compared with a certain threshold level. Then, when it is determined that the level is higher than the threshold level and the high frequency component in the horizontal direction is large, the timing 1 for extinguishing the carrier of the color difference signal in the horizontal direction is selected,
Otherwise, the timing 2 for eliminating the carrier of the color difference signal in the vertical direction is selected (see FIG. 2).

【0044】また、判定回路131は図3(b)に示す
構成をとってもよい。すなわち、スイッチ回路126よ
り出力される輝度信号Yに垂直方向のバンドパスフィル
タ61をかけ、垂直方向の高周波成分を抽出する。これ
が比較回路62に入力され、あるスレッショルドレベル
と比較される。そして、スレッショルドレベルより大き
く、垂直方向の高周波成分が大きいと判定された場合に
は、垂直方向の色差信号のキャリアを消滅させるタイミ
ング2が選択され、そうでない場合は水平方向の色差信
号のキャリアを消滅させるタイミング1が選択される。
The determination circuit 131 may have the configuration shown in FIG. That is, a vertical band-pass filter 61 is applied to the luminance signal Y output from the switch circuit 126 to extract a vertical high-frequency component. This is input to the comparison circuit 62 and is compared with a certain threshold level. Then, when it is determined that the high-frequency component in the vertical direction is larger than the threshold level, the timing 2 for extinguishing the carrier of the color difference signal in the vertical direction is selected, otherwise, the carrier of the color difference signal in the horizontal direction is selected. Timing 1 for extinguishing is selected.

【0045】以上説明したように、本実施例では、ベイ
ヤー配列の色フィルタを用いているので、モワレが少な
く、S/N比が良好であり、またベイヤー配列にあった
信号処理手段を用いているのが解像度が良い。
As described above, in the present embodiment, since the color filters of the Bayer array are used, the moiré is small, the S / N ratio is good, and the signal processing means suitable for the Bayer array is used. The resolution is good.

【0046】また、簡易な手法で分光特性の補正された
輝度情報が得られる。
Further, luminance information with corrected spectral characteristics can be obtained by a simple method.

【0047】次に本発明の第2実施例を説明する。図4
は本実施例の“カラー撮像装置”の信号処理ブロック図
を示す。撮像素子(センサ)401には図9に示すベイ
ヤー配列のR,G,Bフィルタが設けられている。撮像
素子401から1画素ごとに読み出された画像信号は色
分離部402によりR,G,B信号に分離された後、ホ
ワイトバランス部411でR,G,B信号のゲインをホ
ワイトバランスセンサ420より得られた色温度情報を
もとにホワイトバランス調整され、次にγ変換部412
でγ変換され、その後A/D変換器403でA/D変換
される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG.
Shows a signal processing block diagram of the “color imaging device” of the present embodiment. The image sensor (sensor) 401 is provided with R, G, and B filters in a Bayer arrangement shown in FIG. An image signal read for each pixel from the image sensor 401 is separated into R, G, and B signals by a color separation unit 402, and the gains of the R, G, and B signals are adjusted by a white balance unit 411 by a white balance sensor 420. The white balance is adjusted based on the color temperature information obtained from the
, And then A / D converted by the A / D converter 403.

【0048】輝度信号はG(γ乗)信号を補間フィルタ
425によりオフセットサンプリング構造を2次元的に
補間した後、D/A変換器418でD/A変換され出力
される。なお、補間フィルタでは補間による同時化のみ
ならず2次元ローパスフィルタリング,エッジ強調等の
処理も行われる。
The luminance signal is obtained by two-dimensionally interpolating the offset sampling structure of the G (γ-th power) signal by the interpolation filter 425 and then D / A-converted by the D / A converter 418 and output. The interpolation filter performs not only synchronization by interpolation but also processing such as two-dimensional low-pass filtering and edge enhancement.

【0049】一方、A/D変換器403の出力のうちG
(γ乗)信号は、スイッチ428により図2(a)に示
すタイミング1または(b)に示すタイミング2の2つ
のタイミングでそれぞれに示すような位置にあるG1
(γ乗)信号とG2 (γ乗)信号に分離される。これは
スイッチ428を例えば1水平走査期間ごとに切り換え
ることが可能である。2つのタイミング1,2の切換は
後述する判定回路431により被写体の輝度信号に応じ
て行われる。
On the other hand, of the output of the A / D converter 403, G
The (γ-th power) signal is generated by the switch 428 at two positions G 1 and T 1 shown in FIG. 2A or at timing 2 shown in FIG.
(Γ power) signal and G 2 (γ power) signal. This allows the switch 428 to be switched, for example, every horizontal scanning period. Switching between the two timings 1 and 2 is performed by a determination circuit 431 described later in accordance with the luminance signal of the subject.

【0050】このように分離されたG1 (γ乗)信号,
2 (γ乗)信号は、R(γ乗)信号,B(γ乗)信号
とともに補間フィルタ406,407,408,409
に入力され、各々同時化された信号R(γ乗),G1
(γ乗),G2 (γ乗),B(γ乗)となる。なお、補
間フィルタでは補間による同時化のみならず、2次元ロ
ーパスフィルタリング,エッジ強調等の線型処理も行わ
れる。これらの処理は線型な処理のため、後で述べる加
算処理等の処理と順序を入れかえてもよい。同時化され
たR(γ乗)信号,G1 (γ乗)信号は加算器429で
差信号R(γ乗)−G1 (γ乗)となり、B(γ乗)信
号とG2 (γ乗)信号は加算器430で差信号B(γ
乗)−G2 (γ乗)となり、第1の実施例と同様、色差
信号マトリスク処理部413により色差信号R−Y,B
−Yが生成される。
The G 1 (γ power) signal thus separated,
The G 2 (γ power) signal is an interpolation filter 406, 407, 408, 409 together with the R (γ power) signal and B (γ power) signal.
, And the synchronized signals R (γ power) and G 1
(Γ power), G 2 (γ power), and B (γ power). The interpolation filter performs not only synchronization by interpolation but also linear processing such as two-dimensional low-pass filtering and edge enhancement. Since these processes are linear processes, the order of processes such as an addition process described later may be changed. The synchronized R (γ power) signal and G 1 (γ power) signal become a difference signal R (γ power) −G 1 (γ power) in an adder 429, and the B (γ power) signal and G 2 (γ power) The adder 430 outputs the difference signal B (γ)
Power) −G 2 (γ power), as in the first embodiment, and the color difference signals R−Y, B by the color difference signal matrix risk processing unit 413.
-Y is generated.

【0051】ここで、G1 (γ1 ),G2 (γ乗)信号
の切り換えが図2(a)に示すタイミング1で行われる
ことを想定し、周波数空間上(1/2PH ,0)にある
白黒の被写体が撮像素子401により採取されたとす
る。この被写体は周期2PH の縦縞であり、このような
被写体に対しては、加算器429,430より出力され
るR(γ乗)−G1 (γ乗)信号,B(γ乗)−G2
(γ乗)信号はいずれも零となる。ゆえに色差信号R−
Y,B−Yは零となり出力されない。このことは周波数
(1/2PH ,0)での色差信号のキャリアが消滅する
ことを意味している。別の解釈をすれば、周波数(1/
2PH ,0)上でのR(γ乗)信号のキャリアとG1
(γ乗)信号のキャリアは同位相であり、B(γ乗)信
号のキャリアとG2 (γ乗)信号のキャリアは同位相で
あり、従って、これらの第1,第2の差信号R(γ乗)
−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)のこの周波
数でのキャリアを消滅させることができるため、色差信
号のキャリアが発生しないのである。
[0051] Here, G 1 (γ 1), G 2 (γ -th power) switching signal is supposed to be performed at the timing 1 shown in FIG. 2 (a), a frequency space (1 / 2P H, 0 It is assumed that the black-and-white subject in () is sampled by the image sensor 401. This subject is a vertical stripe with a period of 2P H , and for such a subject, the R (γ power) -G 1 (γ power) signal and B (γ power) -G output from the adders 429 and 430. Two
(Γ power) signals are all zero. Therefore, the color difference signal R-
Y and BY become zero and are not output. This means that the carrier of the color difference signal at the frequency (1 / 2P H , 0) disappears. In other words, the frequency (1 /
2P H , 0) and the carrier of the R (γ power) signal and G 1
The carrier of the (γ power) signal is in phase, and the carrier of the B (γ power) signal and the carrier of the G 2 (γ power) signal are in phase, and therefore, the first and second difference signals R (Γ power)
Since the carrier at this frequency of −G 1 (γ power), B (γ power) −G 2 (γ power) can be eliminated, no carrier of the color difference signal is generated.

【0052】次に、G1 (γ乗),G2 (γ乗)信号の
切り換えが図2(b)に示すタイミングで行われること
を想定し、周波数空間上(0,1/2PV )にある白黒
の被写体が撮像素子401により採取されたとする。こ
の被写体は周期2PV の横縞であり、このような被写体
に対しては、加算器429,430より出力されるR
(γ乗)−G1 (γ乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)信
号はいずれも零となる。ゆえに色差信号R−Y,B−Y
は零となり出力されない。このことは周波数(0,1/
2PV )での色差信号のキャリアが消滅することを意味
している。別の解釈をすれば、周波数(0,1/2P
V )上でのR(γ乗)信号のキャリアとG1(γ乗)信
号のキャリアは同位相であり、B(γ乗)信号のキャリ
アとG2 (γ乗)信号のキャリアは同位相であり、従っ
て、これらの第3,第4の差信号R(γ乗)−G1 (γ
乗),B(γ乗)−G2 (γ乗)のこの周波数でのキャ
リアを消滅させることができるため、色差信号のキャリ
アが発生しないのである。これらの色差信号はひき続く
D/A変換器414,415でD/A変換され出力され
る。なお、一般に色差信号R−Y,B−Yは輝度信号Y
に比べ充分帯域がせまいため、補間し同時化されたR
(γ乗),Y1 (γ乗),Y2 (γ乗),B(γ乗)信
号の加算器429,430等での処理は、間引きなどを
行って輝度信号の処理より遅いクロックで行ってもよ
い。
Next, assuming that the switching of the G 1 (γ power) and G 2 (γ power) signals is performed at the timing shown in FIG. 2B, (0, P P V ) Is taken by the image sensor 401. This object is horizontal stripe period 2P V, for such a subject is output from the adder 429 and 430 R
The (γ power) -G 1 (γ power) and B (γ power) -G 2 (γ power) signals are all zero. Therefore, the color difference signals RY, BY
Becomes zero and is not output. This means that the frequency (0,1 /
2P V ) means that the carrier of the color difference signal disappears. In other words, the frequency (0, 1 / 2P
V ), the carrier of the R (γ power) signal and the carrier of the G 1 (γ power) signal have the same phase, and the carrier of the B (γ power) signal and the carrier of the G 2 (γ power) signal have the same phase. Therefore, these third and fourth difference signals R (γ power) −G 1
Since the carrier at this frequency of (power), B (γ power) −G 2 (γ power) can be eliminated, no carrier of the color difference signal is generated. These color difference signals are D / A converted by successive D / A converters 414 and 415 and output. In general, the color difference signals RY and BY are equivalent to the luminance signal Y.
Since the bandwidth is sufficiently narrower than that of
The processing of the (γ-th power), Y 1 (γ-th power), Y 2 (γ-th power), and B (γ-th power) signals in the adders 429, 430, and the like is performed using a clock that is slower than the luminance signal processing by performing thinning and the like. May go.

【0053】なお、図4に示す処理ブロック図より得ら
れる出力信号をアナログ記録する場合、D/A変換器4
18,414,415は必要であるが、何らかの磁気媒
体,光磁気媒体,E2 PROM等にディジタル記録する
場合は入れなくてもよい。
When an output signal obtained from the processing block diagram shown in FIG. 4 is recorded in an analog form, the D / A converter 4
18, 414, and 415 are necessary, but need not be included when digital recording is performed on any magnetic medium, magneto-optical medium, E 2 PROM, or the like.

【0054】次に判定回路431について説明する。本
実施例においても図3に示す構成の判定回路を用いる。
図3(a)の構成では、補間フィルタ425より出力さ
れる輝度信号Yに水平方向のバンドパスフィルタ31を
かけ、水平方向の高周波成分を抽出する。これが比較回
路32に入力され、あるスレッショルドレベルと比較さ
れる。そして、スレッショルドレベルより大きく、水平
方向の高周波成分が大きいと判定された場合には、水平
方向の色差信号のキャリアを消滅させるタイミング1が
選択され、そうでない場合は垂直方向の色差信号のキャ
リアを消滅させるタイミング2が選択される(図2参
照)。
Next, the judgment circuit 431 will be described. This embodiment also uses the determination circuit having the configuration shown in FIG.
In the configuration of FIG. 3A, the luminance signal Y output from the interpolation filter 425 is subjected to the horizontal band-pass filter 31 to extract a horizontal high-frequency component. This is input to the comparison circuit 32 and is compared with a certain threshold level. Then, when it is determined that the level is larger than the threshold level and the horizontal high-frequency component is large, the timing 1 for extinguishing the carrier of the color difference signal in the horizontal direction is selected. Otherwise, the carrier of the color difference signal in the vertical direction is selected. Timing 2 to be extinguished is selected (see FIG. 2).

【0055】図3(b)の構成では、補間フィルタ42
5より出力される輝度信号Yに垂直方向のバンドパスフ
ィルタ61をかけ、垂直方向の高周波成分を抽出する。
これが比較回路62に入力され、あるスレッショルドレ
ベルと比較される。そして、スレッショルドレベルより
大きく、垂直方向の高周波成分が大きいと判定された場
合には、垂直方向の色差信号のキャリアを消滅させるタ
イミング2が選択され、そうでない場合は水平方向の色
差信号のキャリアを消滅させるタイミング1が選択され
る(図2参照)。
In the configuration of FIG. 3B, the interpolation filter 42
A vertical band-pass filter 61 is applied to the luminance signal Y output from 5 to extract high-frequency components in the vertical direction.
This is input to the comparison circuit 62 and is compared with a certain threshold level. Then, when it is determined that the high-frequency component in the vertical direction is larger than the threshold level, the timing 2 for extinguishing the carrier of the color difference signal in the vertical direction is selected, otherwise, the carrier of the color difference signal in the horizontal direction is selected. Timing 1 to be extinguished is selected (see FIG. 2).

【0056】なお、撮像素子のカラーフィルタは必ずし
もR,G,Bフィルタでなくてもよく、図5(a)に示
すように第1,2,3の色フィルタがY(輝度信号の分
光特性に近いフィルタ),R,Bであるべイヤー配列
や、図5(b)に示すように第1,2,3の色フィルタ
がW(白色),R,Bであるベイヤー配列等でもよく、
第1の色信号を図2(a),(b)に示すごとく分離
し、第1〜第4の差信号を形成した時、色差信号R−
Y,B−Yが前記“数1”に示すがごとく、第1〜第4
の差信号からマトリクスにより線型演算で求められるも
のであれば何であってもよい。(マトリクスの係数は
“数1”と同じである必要ない。)
It should be noted that the color filters of the image sensor need not necessarily be R, G, and B filters, and the first, second, and third color filters are Y (spectral characteristics of the luminance signal) as shown in FIG. , Or a Bayer array in which the first, second, and third color filters are W (white), R, and B, as shown in FIG. 5B.
When the first color signal is separated as shown in FIGS. 2A and 2B and the first to fourth difference signals are formed, the color difference signal R−
As shown in the above “Equation 1”, Y, BY are the first to fourth.
Any signal can be used as long as it can be obtained by a linear operation using a matrix from the difference signal of. (The coefficient of the matrix does not need to be the same as “Equation 1”.)

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像素子にベイヤー配列のフィルタアレイを設け、適切
に信号処理をほどこすことにより、簡易な手法で分光特
性の補正のできた輝度情報を得ることができ、解像度が
良く、モワレが少なく、S/N比の良好な画像を得るこ
とのできるカラー撮像装置を提供できる。
As described above, according to the present invention,
By providing a Bayer-array filter array in the image sensor and appropriately performing signal processing, it is possible to obtain luminance information in which spectral characteristics can be corrected by a simple method, and to obtain good resolution, low moire, and S / N. A color imaging device capable of obtaining an image having a good ratio can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1実施例のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment.

【図2】 第1実施例の説明図FIG. 2 is an explanatory view of a first embodiment.

【図3】 判定回路の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a determination circuit;

【図4】 第2実施例のブロック図FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment.

【図5】 ベイヤー配列の例を示す図FIG. 5 shows an example of a Bayer arrangement.

【図6】 色フィルタの配列例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of an arrangement of color filters.

【図7】 色フィルタの配列例を示す図FIG. 7 is a diagram showing an example of an arrangement of color filters.

【図8】 色フィルタの配列例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example of an arrangement of color filters.

【図9】 ベイヤー配列の例を示す図FIG. 9 shows an example of a Bayer arrangement.

【図10】図9の色フィルタによる信号キャリアの位置
を示す図
FIG. 10 is a diagram showing positions of signal carriers by the color filters of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 撮像素子 106〜109 補間フィルタ 128 スイッチ 129,130 加算器 131 判定回路 132,133 定係数乗算器 117,134 加算器 Reference Signs List 101 Image sensor 106 to 109 Interpolation filter 128 Switch 129, 130 Adder 131 Judgment circuit 132, 133 Constant coefficient multiplier 117, 134 Adder

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被写体像を輝度情報と色情報を有する電
気信号に変換するカラー撮像装置であって、つぎのa,
b,c,dの構成要素を備えたことを特徴とするカラー
撮像装置。 a.画素が水平方向のピッチPH ,垂直方向のピッチP
V の矩形格子状に配置された撮像素子。 b.前記画素に対応して設けられた、水平方向のピッチ
2PH ,垂直方向のピッチPV で水平方向にPH だけオ
フセットされたオフセットサンプリング構造を有する第
1の色フィルタと、水平方向のピッチ2PH ,垂直方向
のピッチ2PVの矩形格子状サンプリング構造を有する
第2の色フィルタおよび第3の色フィルタとを有する色
フィルタアレイ。 c.前記第1の色フィルタ,第2の色フィルタ,第3の
色フィルタに対応する画素から出力された第1の色信
号,第2の色信号,第3の色信号にもとづいて、第1の
色信号のうち第2の色信号の画素と同じ列の画素による
信号のみを同時化し、第2の色信号との差をとった第1
の差信号と、第1の色信号のうち第3の色信号の画素と
同じ列の画素による信号のみを同時化し、第3の色信号
との差をとった第2の差信号とから前記色情報を形成す
る第1の色信号形成手段、並びに第1の色信号のうち第
2の色信号の画素と同じ行の画素による信号のみを同時
化し、第2の色信号との差をとった第3の差信号と、第
1の色信号のうち第3の色信号の画素と同じ行の画素に
よる信号のみを同時化し、第3の色信号との差をとった
第4の差信号とから前記色情報を形成する第2の色情報
形成手段を有し、被写体像における走査方向またはこれ
に直交する方向の周波数成分に応じて該第1の色情報形
成手段と該第2の色情報形成手段とを切り換える色情報
形成手段。 d.前記第1の差信号または第3の差信号と前記第2の
差信号または第4の差信号とをそれぞれ定数倍し、これ
らを前記第1の色信号,第2の色信号,第3の色信号の
うちの少なくとも1つ以上の信号を合成して得られる信
号に、加算することで前記輝度情報を形成する輝度情報
形成手段。
1. A color imaging apparatus for converting a subject image into an electric signal having luminance information and color information, comprising:
A color imaging apparatus comprising the components (b), (c) and (d). a. Pixel pitch P H in the horizontal direction, pitch P in the vertical direction
Image sensors arranged in a V rectangular grid. b. A first color filter provided corresponding to the pixel and having an offset sampling structure offset horizontally by P H at a horizontal pitch of 2P H and a vertical pitch of P V; H, a color filter array and a second color filter and the third color filter having a rectangular grid-like sampling structure of vertical pitch 2P V. c. The first color signal, the second color signal, and the third color signal output from the pixels corresponding to the first color filter, the second color filter, and the third color filter are used to generate a first color signal. Only the signals of the pixels in the same column as the pixels of the second color signal among the color signals are synchronized, and the first signal obtained by taking a difference from the second color signal is obtained.
From the difference signal of the first color signal and the second difference signal obtained by taking the difference from the third color signal by synchronizing only the signals of the pixels in the same column as the pixel of the third color signal. First color signal forming means for forming color information, and only signals of pixels of the same row as pixels of the second color signal among the first color signals are synchronized to obtain a difference from the second color signal. A fourth difference signal obtained by synchronizing only the third difference signal and a signal of a pixel in the same row as the pixel of the third color signal among the first color signals to obtain a difference from the third color signal And second color information forming means for forming the color information from the first color information forming means and the second color in accordance with a frequency component in a scanning direction or a direction orthogonal to the scanning direction in the subject image. Color information forming means for switching between the information forming means. d. The first difference signal or the third difference signal is multiplied by a constant with the second difference signal or the fourth difference signal, respectively, and these are multiplied by the first color signal, the second color signal, and the third color signal. Luminance information forming means for forming the luminance information by adding the signal to a signal obtained by combining at least one of the color signals.
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