JP3079839B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP3079839B2
JP3079839B2 JP05144605A JP14460593A JP3079839B2 JP 3079839 B2 JP3079839 B2 JP 3079839B2 JP 05144605 A JP05144605 A JP 05144605A JP 14460593 A JP14460593 A JP 14460593A JP 3079839 B2 JP3079839 B2 JP 3079839B2
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子を用いた固
体撮像装置に関し、特に全画素読み出し撮像素子に色分
離フィルタを設け、カラー映像信号を得る固体撮像装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device using a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device in which a color separation filter is provided in an all-pixel readout imaging device to obtain a color video signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】撮像部に固体撮像素子を用いたカラーカ
メラには、複数個の撮像素子を用いる多板方式と1個の
撮像素子を用いる単板方式がある。単板方式において
は、画素毎に異なる分光特性を有する色分離フィルタを
設け、これら色分離フィルタに対応する画素の信号の演
算により色信号、輝度信号を得ている。このような単板
方式では、必然的に各信号の空間サンプリング周波数が
低くなり、輝度信号、色信号に画像の高域成分の折り返
しによる偽信号すなわちモアレが発生する。
2. Description of the Related Art A color camera using a solid-state image pickup device in an image pickup section includes a multi-chip system using a plurality of image pickup devices and a single-chip system using a single image pickup device. In the single-panel system, color separation filters having different spectral characteristics are provided for each pixel, and a color signal and a luminance signal are obtained by calculating pixel signals corresponding to these color separation filters. In such a single-plate system, the spatial sampling frequency of each signal is inevitably lowered, and a false signal, that is, a moire is generated in the luminance signal and the color signal due to the folding of the high-frequency component of the image.

【0003】ところで、従来の撮像素子では垂直方向2
画素を加算して読み出すPD(フォトダイオード)ミッ
クス方式がとられている。この方式の撮像素子を用いた
撮像方式の例として、色差順次方式がある。図9は色差
順次方式に用いる色分離フィルタ配列の例である。図1
0は図9の色分離フィルタ配列におけるサンプリングキ
ャリア図であり、Px、Pyはそれぞれ水平、垂直方向
の画素間隔を示している。図9の色分離フィルタ配列で
は、空間周波数水平方向に色のキャリアが存在するた
め、空間周波数水平方向に輝度モアレが発生し、水平方
向の解像度を低下させる原因になっている。
[0003] By the way, in the conventional image pickup device, the vertical direction 2
A PD (photodiode) mix system is used in which pixels are added and read out. As an example of an imaging method using the imaging element of this method, there is a color difference sequential method. FIG. 9 shows an example of a color separation filter array used in the color difference sequential system. FIG.
0 is a sampling carrier diagram in the color separation filter array of FIG. 9, and Px and Py indicate horizontal and vertical pixel intervals, respectively. In the color separation filter array shown in FIG. 9, since color carriers exist in the horizontal direction of the spatial frequency, luminance moire occurs in the horizontal direction of the spatial frequency, which causes a reduction in resolution in the horizontal direction.

【0004】輝度信号はいくつかの異なる色分離フィル
タに対応する色信号を加算して得られるが、各色信号を
加算して輝度信号を得るときの加算比を各色信号の感度
比の逆数に設定すれば輝度モアレを最小にできることが
知られている。しかし、各色信号の感度は入力光の分光
特性に依存するため、どのような入射光に対しても同時
にモアレを最小にする事はできない。
A luminance signal is obtained by adding color signals corresponding to several different color separation filters, and the addition ratio when adding the respective color signals to obtain a luminance signal is set to the reciprocal of the sensitivity ratio of each color signal. It is known that luminance moire can be minimized by doing so. However, since the sensitivity of each color signal depends on the spectral characteristics of the input light, moiré cannot be simultaneously minimized for any incident light.

【0005】一般の映像には、局所的な領域では色の相
関が強いという性質がある。この性質を利用して、どの
ような入射光に対してもモアレを抑圧する方法が、特開
平2−166988号公報に記載の固体カラーカメラ、
または、「テレビジョン学会誌」(vol.46,No.9,pp.115
3〜1160(1992))等に述べられている。
[0005] A general image has a property that color correlation is strong in a local area. Utilizing this property, a method for suppressing moiré against any incident light is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-166988,
Or "The Journal of the Institute of Television Engineers of Japan" (vol. 46, No. 9, pp. 115
3 to 1160 (1992)).

【0006】以下この方法について簡単に説明する。例
えば、PDミックス撮像素子と図9の色フィルタ配列を
用いた色差順次方式では、Mg+YeとG+Cyまた
は、Mg+CyとG+Yeが点順次に出力される。色の
変化が無い場合、 Mg+Ye:G+Cy:Mg+Cy:G+Ye の比は一定であると考えられる。従って、例えばMg+
YeとG+Cyが出力される行においては、Mg+Ye
が出力される画素位置に対して、 (G+Cy)’=(G+Cy)L/(Mg+Ye)L*(Mg+Ye) の演算によってG+Cyが補間され、G+Cyが出力さ
れる画素位置に対して、 (Mg+Ye)’=(Mg+Ye)L/(G+Cy)L*(G+Cy) の演算によってMg+Yeが補間される。(Mg+Y
e)Lと(G+Cy)LはそれぞれMg+YeとG+C
yの低域成分(L)であり、Mg+Ye、G+Cy信号
にローパスフィルタ処理を施すことにより得られる。即
ちローパスフィルタによって色モアレが抑圧された色信
号の比に従って上記補間演算を行うことにより輝度モア
レの抑圧を行っている。
Hereinafter, this method will be briefly described. For example, in the color difference sequential method using the PD mix image sensor and the color filter array of FIG. 9, Mg + Ye and G + Cy or Mg + Cy and G + Ye are output in dot sequence. When there is no color change, the ratio of Mg + Ye: G + Cy: Mg + Cy: G + Ye is considered to be constant. Therefore, for example, Mg +
In the row where Ye and G + Cy are output, Mg + Ye
For the pixel position where is output, G + Cy is interpolated by the operation of (G + Cy) '= (G + Cy) L / (Mg + Ye) L * (Mg + Ye), and for the pixel position where G + Cy is output, (Mg + Ye) The calculation of '= (Mg + Ye) L / (G + Cy) L * (G + Cy) interpolates Mg + Ye. (Mg + Y
e) L and (G + Cy) L are Mg + Ye and G + C, respectively.
This is the low-frequency component (L) of y, and is obtained by subjecting the Mg + Ye and G + Cy signals to low-pass filtering. That is, the luminance moiré is suppressed by performing the above-described interpolation calculation in accordance with the ratio of the color signal in which the color moiré is suppressed by the low-pass filter.

【0007】ところで、図9に示す色分離フィルタ配列
のように、水平方向に色のキャリアが存在する色分離フ
ィルタ配列を用いた場合、色モアレを抑圧するためのロ
ーパスフィルタは水平方向1/4Pxに零点を持つもの
になるが、そのようなフィルタによって水平方向1/2
Px周辺の色モアレを抑圧するには、比較的帯域の狭い
ローパスフィルタを用いる必要がある。
When a color separation filter array in which color carriers are present in the horizontal direction is used as in the color separation filter array shown in FIG. 9, a low-pass filter for suppressing color moire is 1 / 4Px in the horizontal direction. , But with such a filter, the horizontal
In order to suppress color moire around Px, it is necessary to use a low-pass filter having a relatively narrow band.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の補間
演算を行う際、被写体において急激な色の変化点があっ
た場合には帯域制限された色信号と、実際の色との誤差
による偽信号が発生し、ローパスフィルタの帯域が狭い
ほど色の変化点での誤差が大きくなり、その誤差による
偽信号が広範囲に発生するという問題があり、水平方向
1/2Px付近の輝度のモアレ抑圧は困難であった。
However, when the above-described interpolation calculation is performed, if there is a sharp color change point in the subject, a false signal due to an error between the band-limited color signal and the actual color. And the error at the color change point becomes larger as the band of the low-pass filter becomes narrower, which causes a problem that a false signal is generated in a wide range, and it is difficult to suppress the moiré of the luminance near 1 / 2Px in the horizontal direction. Met.

【0009】本発明の目的は上記従来の問題点を解決
し、特に水平、垂直空間周波数方向の輝度モアレ及び補
間演算により発生する偽信号が抑圧された出力が得られ
る固体撮像装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of solving the above-mentioned conventional problems, and in particular, providing an output in which luminance moire in horizontal and vertical spatial frequency directions and a false signal generated by an interpolation operation are suppressed. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため本発明では、縦M画素×横N画素の所定の繰り返し
配列を有する色分離フィルタを設けた全画素読み出し撮
像素子を用い、その縦K画素×横L画素領域からの信号
に対し二次元演算を施すことにより、色信号を分離し、
分離した色信号の比に従って輝度信号の補間演算を行う
構成をとっている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses an all-pixel readout image pickup device provided with a color separation filter having a predetermined repetition arrangement of vertical M pixels × horizontal N pixels. By performing a two-dimensional operation on signals from the K pixel × horizontal L pixel area, color signals are separated,
The configuration is such that the interpolation operation of the luminance signal is performed according to the ratio of the separated color signals.

【0011】[0011]

【作用】上記構成によって、色信号について周りの画素
信号より画素補間を行い、特に水平、垂直方向に色モア
レの少ない色信号が得られ、色モアレの少ない色信号を
用いて補間演算を行うことにより、特に水平、垂直方向
に輝度モアレが少なく解像度の高い輝度信号を得ること
ができる。
According to the above arrangement, pixel interpolation is performed on color signals from surrounding pixel signals, and in particular, color signals with little color moiré are obtained in the horizontal and vertical directions, and interpolation calculation is performed using color signals with little color moiré. Accordingly, it is possible to obtain a high-resolution luminance signal with less luminance moire especially in the horizontal and vertical directions.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】(実施例1)図1は本発明による固体撮像
装置の一実施例を示すブロック図であり、図1におい
て、11は色分離フィルタ、12は全画素読み出し撮像
素子、13は色信号生成手段、14は画素補間演算手
段、15は輝度信号生成手段、16はハイパスフィルタ
である。図4は全画素読み出し固体撮像素子に用いる色
分離フィルタ配列のM=4、N=2の場合の一例であ
る。また、図5は図4に示す色分離フィルタ配列による
場合のサンプリングキャリア図である。ただし、Px、
Pyはそれぞれ、水平、垂直の画素間隔である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a color separation filter, 12 denotes an all-pixel readout imaging device, and 13 denotes a color signal. Generating means, 14 is a pixel interpolation calculating means, 15 is a luminance signal generating means, and 16 is a high-pass filter. FIG. 4 shows an example in which M = 4 and N = 2 of the color separation filter array used in the all-pixel reading solid-state imaging device. FIG. 5 is a sampling carrier diagram when the color separation filter arrangement shown in FIG. 4 is used. Where Px,
Py is a horizontal and vertical pixel interval, respectively.

【0014】まず、色信号生成手段における色信号生成
方式を説明する。図4の色分離フィルタ配列において色
分離を行うには、例えば、図4の色分離フィルタの上部
縦2×横2の画素領域において、色分離フィルタW、
G、Ye、Cyに対応するW信号、G信号、Ye信号、
Cy信号にそれぞれ1、−1、1、−1の重みをつけて
加算する信号処理手段により赤色信号rを色分離できる
が、その場合、赤色信号rの水平方向の空間サンプリン
グ周期は画素間隔の2倍になっているため、水平空間周
波数1/2Px、垂直空間周波数0の周辺に色モアレが
発生する。
First, a color signal generation method in the color signal generation means will be described. In order to perform color separation in the color separation filter array of FIG. 4, for example, the color separation filter W,
W signal, G signal, Ye signal corresponding to G, Ye, Cy,
The red signal r can be color-separated by the signal processing means for adding the Cy signals with weights of 1, -1, 1, and -1 respectively. In this case, the horizontal spatial sampling period of the red signal r is the pixel interval. Since it is doubled, color moiré occurs around a horizontal spatial frequency of 1 / 2Px and a vertical spatial frequency of 0.

【0015】ところで、図4の色分離フィルタ配列で
は、赤色信号r、青色信号bのサンプリングの位相が水
平2ラインおきに反転しており、サンプリングの位相が
反転したライン同士、互いに補間することにより水平方
向のモアレを抑圧できる。補間は、例えば図4の色分離
フィルタ配列において、上半分の縦2×横2の画素領域
より得られるW、G、Ye、Cy信号にそれぞれ1、−
1、1、−1の重みをつけて加算して分離した赤色信号
rと、下半分の縦2画素×横2画素領域より得られる
W、G、Ye、Cy信号に同様の重み付けをして加算し
て分離した赤色信号rの平均をとることによりなされ
る。
In the color separation filter arrangement shown in FIG. 4, the sampling phases of the red signal r and the blue signal b are inverted every two horizontal lines, and the lines whose sampling phases are inverted are interpolated with each other. Moire in the horizontal direction can be suppressed. In the interpolation, for example, in the color separation filter arrangement shown in FIG. 4, the W, G, Ye, and Cy signals obtained from the upper half 2 × 2 pixel regions are respectively 1, and −.
The same weighting is applied to the red signal r separated by adding weights of 1, 1, and −1 and the W, G, Ye, and Cy signals obtained from the lower half of the vertical 2 pixels × horizontal 2 pixel area. This is done by taking the average of the red signals r that have been added and separated.

【0016】すなわち、図4の色分離フィルタ配列にお
いて、縦4画素×横2画素領域より得られるW、G、Y
e、Cy信号にそれぞれ1、−1、1、−1の重みをつ
けて加算することにより、赤色信号rを分離することに
なる。青色信号bも、縦4×横2の画素領域における色
分離フィルタW、G、Ye、Cyに対応する信号にそれ
ぞれ1、−1、−1、1の重みをつけて加算することに
より分離でき、赤色信号rと同様に補間される。
That is, in the color separation filter array of FIG. 4, W, G, Y obtained from a vertical 4 pixel × horizontal 2 pixel area.
The red signal r is separated by adding weights of 1, -1, 1, and -1 to the e and Cy signals, respectively. The blue signal b can also be separated by adding the signals corresponding to the color separation filters W, G, Ye, and Cy in the 4 × 2 pixel area with weights of 1, −1, −1, and 1, respectively. , Red signal r.

【0017】図6(a),(b)はそれぞれ以上に説明
した色信号r、bの色分離を行う演算におけるW、G、
Ye、Cy信号に対する重み付けを図4の色分離フィル
タのW、G、Ye、Cyの位置に対応させて並べたもの
である。即ち、色信号r、bは図4に示す色分離フィル
タ配列に対応する縦4×横2領域の各画素値に対し、図
6(a),(b)に示すような重み付けをして加算する
演算手段により分離される。また、緑色信号gは図4の
色分離フィルタ配列の縦4×横2の領域の画素値を全て
加算したものが4r+8g+4bになるため、縦4×横
2の領域の画素値を全て加算したものから4r、4bを
減算することにより分離できる。
FIGS. 6A and 6B show W, G, and W in the above-described calculation for performing color separation of the color signals r and b, respectively.
The weights for the Ye and Cy signals are arranged in correspondence with the positions of W, G, Ye and Cy of the color separation filter in FIG. That is, the color signals r and b are weighted as shown in FIGS. 6A and 6B and added to each pixel value of 4 × 2 regions corresponding to the color separation filter array shown in FIG. Separated by the calculating means. The green signal g is obtained by adding all the pixel values of the vertical 4 × horizontal 2 area of the color separation filter array of FIG. 4 to be 4r + 8g + 4b. Can be separated by subtracting 4r and 4b from.

【0018】図6(c)は、g信号の分離を行う演算に
おけるW、G、Ye、Cy領域に対する重み付けを図4
の色分離フィルタのW、G、Ye、Cyの位置に対応さ
せて並べたものである。即ち、W、G、Ye、Cy信号
に対して、それぞれー1、3、1、1の重み付けをして
加算することによりg信号が分離できる。以上の演算に
より得られた色信号r、b、gに対して、更に水平方
向、垂直方向にローパスフィルタ処理を施すことによ
り、空間周波数高域成分の色モアレが抑圧された色信号
を得ることができる。
FIG. 6C shows the weighting for the W, G, Ye, and Cy regions in the operation for separating the g signal.
Are arranged in correspondence with the positions of W, G, Ye, and Cy of the color separation filters. That is, the g signal can be separated by weighting the W, G, Ye, and Cy signals with −1, 3, 1, and 1, respectively, and adding them. By subjecting the color signals r, b, and g obtained by the above operations to low-pass filtering in the horizontal and vertical directions, a color signal in which color moire of a high spatial frequency component is suppressed is obtained. Can be.

【0019】また、図4の色分離フィルタ配列に対して
上記の色信号生成処理を行なうと、水平空間周波数0、
垂直空間周波数1/2Pyを中心に色モアレが発生す
る。この色モアレは、入射光の垂直空間周波数1/2P
y付近のr(赤)、b(青)成分が原因になっている。
従って、垂直空間周波数1/2Py付近を抑圧する水晶
フィルタ等の光学ローパスフィルタによって抑圧でき
る。しかし、水晶ローパスフィルタはr、b成分だけで
なくg(緑)成分も抑圧するため、垂直方向の輝度の解
像度が劣化する。従って、gを残したままr、bの空間
高周波数成分を選択的に抑圧することが望ましい。
When the above-described color signal generation processing is performed on the color separation filter array of FIG.
Color moire occurs around the vertical spatial frequency 1 / 2Py. This color moiré has a vertical spatial frequency of 1 / 2P of incident light.
This is due to the r (red) and b (blue) components near y.
Therefore, it can be suppressed by an optical low-pass filter such as a crystal filter that suppresses the vicinity of the vertical spatial frequency 1 / 2Py. However, since the quartz low-pass filter suppresses not only the r and b components but also the g (green) component, the resolution of the luminance in the vertical direction is deteriorated. Therefore, it is desirable to selectively suppress the spatial high frequency components of r and b while leaving g.

【0020】これを実現するものとして、特開平4−9
915号公報記載の色選択性光学ローパスフィルタがあ
る。色選択性光学ローパスフィルタとは、光の波長即ち
色毎に屈折率の異なる硝材を組み合わせることにより、
色毎に異なるローパスフィルタ特性が得られるものであ
る。この色選択性光学ローパスフィルタによってgの垂
直空間周波数成分を残したまま、r、bの垂直空間周波
数1/2Py付近を選択的に抑圧することにより、垂直
方向の輝度の解像度の劣化を抑えながら、色モアレを抑
圧できる。
To realize this, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 915 discloses a color-selective optical low-pass filter. A color-selective optical low-pass filter is formed by combining glass materials having different refractive indexes for each wavelength of light, that is, each color.
Different low-pass filter characteristics can be obtained for each color. This color-selective optical low-pass filter selectively suppresses the vicinity of the vertical spatial frequency 付 近 Py of r and b while leaving the vertical spatial frequency component of g, thereby suppressing the degradation of the resolution of the luminance in the vertical direction. , Can suppress color moiré.

【0021】以上の方法によって、水平、垂直方向に色
モアレの少ない色信号RL(赤)、GL(緑)、BL
(青)が得られる。この色信号を用いて、次式の演算に
よりW画素の位置のG’、G画素の位置のW’、Ye画
素の位置のCy’、Cy画素の位置のYe’が得られ
る。
According to the above-described method, the color signals RL (red), GL (green), and BL having little color moire in the horizontal and vertical directions are provided.
(Blue) is obtained. Using this color signal, G 'at the position of the W pixel, W' at the position of the G pixel, Cy 'at the position of the Ye pixel, and Ye' at the position of the Cy pixel are obtained by the following equation.

【0022】 W’=WL/GL*G G’=GL/WL*W Ye’=YeL/CyL*Cy Cy’=CyL/YeL*Ye ただし、WL=RL+GL+BL YeL=RL+GL CyL=GL+BL 図4の色分離フィルタ配列の場合、上記の補間演算によ
って、全画素読み出し光電変換手段の各画素位置に対し
て、WとG’、またはW’とG、またはYeとCy’、
またはYe’とCyが揃うことになる。ここで、通常、
W+GとYe+Cyの分光特性はほぼ等しいと考えられ
るので、各画素位置においてW’+G、またはW+
G’、またはYe+Cy’、またはYe’+Cyを輝度
信号とする事により、水平、垂直方向にモアレの少ない
輝度信号を得ることができる。上記の補間演算における
WL、GL、YeL、CyLを得るためのローパスフィ
ルタは、水平1/2Pxに零点を持つものになっている
ため、図9の色分離フィルタ配列を用いる場合に比べ
て、水平方向に広帯域のローパスフィルタによって水平
1/2Px付近のモアレ抑制を行っている。そのため、
図9の色分離フィルタによる場合に比べ、補間演算によ
る偽信号の発生範囲が狭く、水平1/2Px付近のモア
レを抑制できる。
W '= WL / GL * G G' = GL / WL * W Ye '= YeL / CyL * Cy Cy' = CyL / YeL * Ye where WL = RL + GL + BL YeL = RL + GL CyL = GL + BL In the case of the separation filter array, the above-described interpolation calculation is performed for each pixel position of the all-pixel reading photoelectric conversion unit.
And W and G ', or W' and G, or Ye and Cy ',
Alternatively, Ye ′ and Cy are aligned. Where
It is considered that the spectral characteristics of W + G and Ye + Cy are almost equal.
Therefore, at each pixel position, W ′ + G or W +
By using G ′, Ye + Cy ′, or Ye ′ + Cy as a luminance signal, a luminance signal with less moire in the horizontal and vertical directions can be obtained. Since the low-pass filter for obtaining WL, GL, YeL, and CyL in the above-described interpolation calculation has a zero point at the horizontal 1 / 2Px, the low-pass filter has a higher horizontal position than the case where the color separation filter array of FIG. 9 is used. Moiré near horizontal 1 / 2Px is suppressed by a low-pass filter having a wide band in the direction. for that reason,
As compared with the case of using the color separation filter of FIG. 9, the range of generation of the false signal by the interpolation calculation is narrow, and the moire near the horizontal 1 / Px can be suppressed.

【0023】補間演算手段14において補間演算を施さ
れたW,G,Ye,Cy信号より、輝度信号生成手段1
5において輝度信号が生成され、ハイパスフィルタ16
において抜き出された輝度の高域成分をRL、GL、B
Lに均等に加算した信号が出力端18より出力される。
From the W, G, Ye, Cy signals subjected to the interpolation operation in the interpolation operation means 14, the luminance signal generation means 1
5, a luminance signal is generated, and the high-pass filter 16
RL, GL, B
The signal equally added to L is output from the output terminal 18.

【0024】(実施例2)図2は、色の変化点における
偽信号を抑圧するための補正を行う場合の一実施例で
る。以下図2の実施例について説明する。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows an embodiment in which a correction for suppressing a false signal at a color change point is performed. Hereinafter, the embodiment of FIG. 2 will be described.

【0025】図2において、19は色の変化点の検出手
段である。20は色の変化点の検出手段19の出力によ
りタップ係数が決まるトランスバーサル型フィルタであ
る。図7は色の変化点の検出手段19及びトランスバー
サル型フィルタの一例の構成を示すブロック図である。
色の変化点における偽信号は,色の変化点を検出し、色
の変化点のW,G,Ye,Cy信号に対して、ローパス
フィルタ処理を施すことにより抑圧できる。図7は垂直
方向(横線状)の色の変化点における偽信号のうち、
W:Gの変動により発生する偽信号を抑圧する回路の一
例である。
In FIG. 2, reference numeral 19 denotes a means for detecting a color change point. Reference numeral 20 denotes a transversal filter whose tap coefficient is determined by the output of the color change point detecting means 19. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the color change point detecting means 19 and the transversal filter.
The false signal at the color change point can be suppressed by detecting the color change point and subjecting the W, G, Ye, and Cy signals at the color change point to low-pass filtering. FIG. 7 shows a false signal at a vertical (horizontal line) color change point.
W: An example of a circuit that suppresses a false signal generated due to a change in G.

【0026】色の変化点の検出手段19では、隣接する
上下2ライン分のWL/GLの比を監視することにより
W:Gの変化点の検出を行っている。色の検出手段19
における演算を式で表すと次のようになる。ただし、W
L1、GL1は同一の画素位置に対応するWL、GLで
あり、WL2、GL2はWL1、GL1に対応する画素
の1画素上または1画素下の画素の位置に対応するW
L、GLを表している。
The color change point detecting means 19 detects the W: G change point by monitoring the ratio of WL / GL for two adjacent upper and lower lines. Color detecting means 19
The operation in is represented by the following equation. Where W
L1 and GL1 are WL and GL corresponding to the same pixel position, and WL2 and GL2 are W corresponding to the position of a pixel one pixel above or one pixel below the pixel corresponding to WL1 and GL1.
L and GL are shown.

【0027】 α = log{(WL1/GL1)/(WL2/GL2)} a = F(α) ここで、F(α)は0から1/2を連続的に変化し、α
の絶対値が大きいほど大きくなる関数である。図8は関
数F(α)の一例を示したものである。
Α = log {(WL1 / GL1) / (WL2 / GL2)} a = F (α) Here, F (α) continuously changes from 0 to 、, and α
Is a function that becomes larger as the absolute value of becomes larger. FIG. 8 shows an example of the function F (α).

【0028】横線状の色の変化点においては、水平方向
空間周波数1/2Px付近に偽信号が発生する。従って
水平方向空間周波数1/2Px付近を抑圧することによ
り、偽信号を抑圧できる。図7の例におけるトランスバ
ーサル型フィルタ20は H(z)= a/2 + (1−a)z-1 + (a/2)z-2 の特性を持つフィルタである。なお、トランスバーサル
型フィルタはデジタルFIRフィルタによって構成して
も良い。
At the horizontal line color change point, a false signal is generated near the horizontal spatial frequency 1 / 2Px. Therefore, a false signal can be suppressed by suppressing the vicinity of the horizontal spatial frequency 1 / 2Px. The transversal filter 20 in the example of FIG. 7 is a filter having the characteristic of H (z) = a / 2 + (1-a) z- 1 + (a / 2) z- 2 . The transversal filter may be constituted by a digital FIR filter.

【0029】図7はW:Gの変化点において発生する偽
信号を抑圧する回路の例であるが、Ye:Cyの変化点
における偽信号も同様の手段により抑圧できる。
FIG. 7 shows an example of a circuit for suppressing a false signal generated at a change point of W: G. A false signal at a change point of Ye: Cy can be suppressed by the same means.

【0030】(実施例3)色の変化点において発生する
偽信号は色信号の比(即ち色)の変動が大きいほど大き
くなる。図4の色分離フィルタW,G,Ye,Cyに対
応する出力信号の全てに、ある一定値を加算する演算に
より色信号の比の変動を抑え、偽信号を抑圧できる。
(Embodiment 3) A false signal generated at a color change point becomes larger as the ratio (ie, color) of the color signal fluctuates more. By adding a certain value to all of the output signals corresponding to the color separation filters W, G, Ye, and Cy in FIG. 4, the variation in the ratio of the color signals can be suppressed, and the false signal can be suppressed.

【0031】(実施例4)色の変化点において発生する
偽信号のうち、特に入射光のr(赤)、b(青)成分の
変化により発生している偽信号は色選択性光学ローパス
フィルタ22を図3に示すようにCCDとレンズ(図示
せず)の間に挿入し、r、bの空間周波数高周波成分を
選択的に制限する事により抑圧できる。図3はその実施
例を示すブロック図である。
(Embodiment 4) Among false signals generated at a color change point, a false signal generated due to a change in the r (red) and b (blue) components of the incident light is a color-selective optical low-pass filter. 3, can be suppressed by inserting between the CCD and the lens (not shown) as shown in FIG. 3 to selectively restrict the spatial frequency high frequency components of r and b. FIG. 3 is a block diagram showing the embodiment.

【0032】以上で述べた実施例は、M=4、N=2の
場合の例であるが、他のM、Nの組み合わせを採用して
も差し支えない。また、上記の説明では、図4に示した
色分離フィルタを用いたが、空間周波数水平、垂直方向
に色のサンプリングキャリアを持たない色分離フィルタ
であれば、他の色分離フィルタ配列を用いても差し支え
ない。
Although the embodiment described above is an example in the case of M = 4, N = 2, other combinations of M and N may be adopted. In the above description, the color separation filter shown in FIG. 4 is used. However, if the color separation filter has no color sampling carrier in the horizontal and vertical directions of the spatial frequency, another color separation filter array is used. No problem.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の固体撮像
装置は、M画素×N画素の繰り返し配列を有する所定の
色分離フィルタと、前記色分離フィルタを通過した入射
光に光・電気変換を施す全画素読み出し光電変換手段
と、光・電気変換を施されたK×L画素領域からの信号
に対して二次元演算を施すことにより色分離された色信
号を生成する色信号生成手段と、前記全画素読み出し光
電変換手段の出力画素信号に対して、前記色信号生成手
段で生成された色信号の比又は前記色信号の加減算によ
り得られる信号の比を乗算することにより画素補間演算
を行う画素補間演算手段と、前記画素補間演算手段の出
力信号と前記全画素読み出し光電変換手段の出力信号と
を画素単位で加算することにより輝度信号を生成する輝
度信号生成手段とを備え、所定の色分離フィルタ配列の
出力信号に対して二次元演算を施すことにより、色モア
レが抑制された色信号を得ることができ、さらに色モア
レの少ない色信号を用いて補間演算を行うことにより、
水平、垂直方向に輝度モアレが少なく解像度の高い輝度
信号を得ることができる。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, a predetermined color separation filter having a repetitive array of M pixels × N pixels, and an optical / electrical All-pixel read-out photoelectric conversion means for performing conversion, and color signal generation means for generating a color-separated color signal by performing two-dimensional operation on a signal from the K × L pixel area subjected to light-to-electric conversion A pixel interpolation operation by multiplying an output pixel signal of the all-pixel reading photoelectric conversion unit by a ratio of a color signal generated by the color signal generation unit or a ratio of a signal obtained by addition and subtraction of the color signal. And an output of the pixel interpolation calculating means.
Force signal and the output signal of the all-pixel readout photoelectric conversion unit.
To generate a luminance signal by adding
And a two-dimensional operation on an output signal of a predetermined color separation filter array to obtain a color signal in which color moiré is suppressed, and a color signal with less color moiré is provided. By performing interpolation calculation using
It is possible to obtain a high-resolution luminance signal with little luminance moire in the horizontal and vertical directions.

【0034】特に、色のキャリアが画像の水平、垂直方
向に存在しない色分離フィルタの場合、色選択性光学ロ
ーパスフィルタと組み合わせることによって、水平、垂
直方向に色モアレのない信号を得ることができ、色モア
レの少ない色信号の比に従って所定の画素補間演算を行
うことにより輝度モアレの抑圧された輝度信号を得るこ
とができる。
In particular, in the case of a color separation filter in which color carriers do not exist in the horizontal and vertical directions of an image, a signal free of color moire in the horizontal and vertical directions can be obtained by combining with a color selective optical low-pass filter. By performing a predetermined pixel interpolation operation in accordance with the ratio of the color signals with less color moiré, a luminance signal with suppressed luminance moiré can be obtained.

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

【図1】本発明による固体撮像装置の第1の実施例を示
すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention;

【図2】本発明による固体撮像装置の第2の実施例を示
すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention;

【図3】本発明による固体撮像装置の第3の実施例を示
すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention;

【図4】色分離フィルタ配列のM=4、N=2の場合の
一例を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an example of a color separation filter array when M = 4 and N = 2;

【図5】図4に示す色分離フィルタ配列による場合のサ
ンプリングキャリア図
FIG. 5 is a sampling carrier diagram when the color separation filter array shown in FIG. 4 is used.

【図6】W、G、Ye、Cy信号に対する重み付けを示
す図
FIG. 6 is a diagram illustrating weighting for W, G, Ye, and Cy signals;

【図7】W:Gの変化点において発生する偽信号を抑圧
する回路の一例を示す回路図
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a circuit for suppressing a false signal generated at a change point of W: G.

【図8】関数F(α)の一例を示した図FIG. 8 is a diagram showing an example of a function F (α).

【図9】色差順次方式に用いる色分離フィルタ配列の例
を示す図
FIG. 9 is a diagram showing an example of a color separation filter array used in a color difference sequential method.

【図10】図9の色分離フィルタ配列におけるサンプリ
ングキャリア図
10 is a sampling carrier diagram in the color separation filter array of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 色分離フィルタ 12 全画素読み出し撮像素子 13 色信号生成手段 14 画素補間演算手段 15 輝度信号生成手段 16 ハイパスフィルタ 18 出力端子 19 色の変化点の検出手段 20 トランスバーサル型フィルタ 22 色選択性光学ローパスフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Color separation filter 12 All pixel readout imaging device 13 Color signal generation means 14 Pixel interpolation calculation means 15 Luminance signal generation means 16 High pass filter 18 Output terminal 19 Color change point detection means 20 Transversal filter 22 Color selective optical low pass filter

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 省吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−304089(JP,A) 特開 平5−145934(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/04 - 9/11 Continuation of front page (72) Inventor Shogo Sasaki 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-4-304089 (JP, A) JP-A-5-145934 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 9/ 04-9/11

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】M画素×N画素の繰り返し配列を有する所
定の色分離フィルタと、前記色分離フィルタを通過した
入射光に光・電気変換を施す全画素読み出し光電変換手
段と、光・電気変換を施されたK×L画素領域からの信
号に対して二次元演算を施すことにより色分離された色
信号を生成する色信号生成手段と、前記全画素読み出し
光電変換手段の出力画素信号に対して、前記色信号生成
手段で生成された色信号の比又は前記色信号の加減算に
より得られる信号の比を乗算することにより画素補間演
算を行う画素補間演算手段と、前記画素補間演算手段の
出力信号と前記全画素読み出し光電変換手段の出力信号
とを画素単位で加算することにより輝度信号を生成する
輝度信号生成手段とを備えたことを特徴とする固体撮像
装置。
1. A predetermined color separation filter having a repeating arrangement of M pixels × N pixels, all-pixel read photoelectric conversion means for performing light-to-electric conversion on incident light passing through the color separation filter, and light-to-electric conversion A color signal generating means for generating a color-separated color signal by performing a two-dimensional operation on the signal from the K × L pixel area subjected to Te, a pixel interpolation operation means for performing pixel interpolation operation by multiplying the ratio or ratios of the signal obtained by subtraction of the chrominance signal generated color signal in the color signal generating means, the pixel interpolation calculation means
Output signal and output signal of the all-pixel readout photoelectric conversion means
And generate a luminance signal by adding
A solid-state imaging device comprising: a luminance signal generation unit .
【請求項2】色信号生成手段の出力に所定の演算を施す
ことにより、水平方向または垂直方向の色の変化点を監
視する信号処理手段Aと、輝度信号生成手段の出力に対
し周波数特性処理を施す信号処理手段Bを有し、前記信
号処理手段Bは係数が可変であるトランスバーサル型フ
ィルタで構成され、前記トランスバーサル型フィルタの
タップ係数は、前記信号処理手段Aの出力により決定さ
れることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
2. A signal processing means A for monitoring a horizontal or vertical color change point by performing a predetermined operation on an output of the color signal generating means, and a frequency characteristic processing for an output of the luminance signal generating means. , And the signal processing means B is constituted by a transversal filter whose coefficient is variable, and the tap coefficient of the transversal filter is determined by the output of the signal processing means A. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein:
【請求項3】画素補間演算手段において、前記全画素読
み出し光電変換手段の出力画素信号に対し一定値を加算
することを特徴とする請求項1または2記載の固体撮像
装置。
3. The method according to claim 1 , wherein said pixel interpolation calculating means reads said all pixels.
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a fixed value is added to an output pixel signal of the output photoelectric conversion unit .
【請求項4】色選択性光学ローパスフィルタを通過した
光を入射光とすることを特徴とする請求項1記載の固体
撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein light passing through the color-selective optical low-pass filter is used as incident light.
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