JP3322017B2 - 輪郭補正装置 - Google Patents

輪郭補正装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は輪郭補正装置に関し、特
にモザイク状の色フィルタを備えた全画素読み出し固体
撮像素子を用いた、固体撮像装置に用いられる輪郭補正
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よく用いられている固体撮像素子の
駆動方式として、垂直方向2画素の信号を加算して読み
出すPDミックス方式がある。この方式の固体撮像素子
を用いた撮像方式の例として、色差順次方式がある。図
4に色差順次方式に用いられる色フィルタ配列を示す。
この色フィルタ配列では、任意の縦2×横2画素領域の
信号を加算した信号がMg+G+Ye+Cyとなり、これを輝
度信号とみなして輝度信号処理を行う。即ち、色のキャ
リアを抑圧するために、ローパスフィルタ処理を施して
輝度信号を得ている。しかし、ローパスフィルタ処理は
キャリア抑圧と同時に輝度の高域成分を抑圧してしまう
ので解像度の劣化要因となる。
【0003】また、例えばYeの色分離フィルタに対応す
る信号は、水平方向1画素おきにしか得られない等、各
色信号の空間サンプリング間隔がCCDの画素間隔より長
くなる。そのため、画像の高域成分の折り返し成分が、
色、輝度の偽信号として発生し、解像度を劣化させる要
因となる。
【0004】この問題を解決する一方法として、特願平
5−144605号に記載の方法がある。この方法で
は、例えば図2に示すような配列を繰り返しの単位とす
る色フィルタを備えた全画素読み出しCCDを用い、注目
画素の周辺の信号に対して2次元周波数特性処理を施し
て得られた色の低域信号の比を、注目画素の信号に乗算
することによって、注目画素の位置における複数の色信
号を得る。それによって、各色信号のサンプリング間隔
を見かけ上短くして、モアレを抑圧する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法では、色の比を計算し、その比を注目画素の信号
に乗算するため、補間演算のために除算、乗算器が必要
となり、回路規模が大きくなる。同時に補間演算処理を
行う信号の数は少なくする必要がある。
【0006】本発明は上記従来技術の問題点を解決し、
小回路規模でモアレの少ない輪郭信号を得られる輪郭補
正装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の輪郭補正装置では、C1とC2とC3
とC4の各色透過フィルタが、第1行目の第1列目にC
1及び第2列目にC2、第2行目の第1列目にC3及び
第2列目にC4、第3行目の第1列目にC2及び第2列
目にC1、第4行目の第1列目にC4及び第2列目にC
3と配置された4行×2列の二次元配列を繰り返しの単
位とする色フィルタを備え、前記色フィルタの前記
透過フィルタに対応した色信号CS1、CS2、CS
3、CS4をそれぞれ出力する全画素読み出し固体撮像
素子と前記透過フィルタC1、C2、C3、C4の
位置にそれぞれ前記透過フィルタC2、C1、C4、
C3を配置した際に出力される補間信号CS2’、CS
1’、CS4’、CS3’を生成し出力する補間演算手
段と、各画素に対して走査中のラインの1ライン上と走
査中のラインの2ライン下の信号との前記色信号を各々
加算し、CS1+CS3又はCS1+CS4又はCS2
+CS3又はCS2+CS4を求め出力する第1の加算
器と、各画素に対して走査中のラインと走査中のライン
の1ライン下の信号との前記補間信号を各々加算し、
S1’+CS3’又はCS1’+CS4’又はCS2’
+CS3’又はCS2’+CS4’を求め出力する第2
の加算器と、前記第2の加算器の出力から前記第1の加
算器の出力を減算する減算器と、前記減算器の出力を入
力し水平方向ローパスフィルタ処理を施すことにより
直方向輪郭信号を生成する水平方向ローパスフィルタと
を備える。
【0008】
【作用】本発明は上記構成により、撮像素子の出力信号
と補間演算によって得た信号を各画素毎に加算した信号
を輝度信号とすることにより、小回路規模で偽信号の少
ない輪郭信号を得ることとなる。
【0009】
【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。
【0010】(実施例1)図1に本発明の輪郭補正装置
の一実施例のブロック図を示す。図において、1は全画
素読み出し固体撮像素子、2,3,4は一水平走査期間
遅延素子、5は補間演算手段、6、7は加算器、8は減
算器、9は水平方向ローパスフィルタ、10は垂直方向
輪郭信号出力、11は水平方向輪郭信号出力、12は水
平方向ハイパスフィルタ(高域強調手段)、13は色信
号処理手段、20は垂直方向ハイパスフィルタ(高域強
調手段)である。図2は全画素読み出し撮像素子1に用
いる色フィルタ配列の例である。図2において、W、G、
Ye、Cyはそれぞれ全色透過フィルタ、緑色透過フィル
タ、黄色透過フィルタ、シアン色透過フィルタを示して
いる。
【0011】全画素読み出し固体撮像素子1の出力信号
は一水平走査期間遅延素子2,3,4を経て、水平5ラ
イン分の信号が色信号処理手段13へ入力される。ま
た、走査中のラインに対応する信号が補間演算手段5へ
入力される。補間演算手段5においては、特願平5−1
44605号に記載の方法に従って、補間演算が行われ
る。すなわち、色信号処理手段13において、走査中の
画素及びその周囲の画素を用いた、2次元周波数特性処
理(例えば2次元ローパスフィルタ処理)により生成さ
れるモアレの少ない色信号WL、GL、YeL、CyL
の比を用いて、例えば次式のような補間演算が行われ
る。
【0012】 W’ = WL/GL × G G’ = GL/WL × W Ye’ = YeL/CyL × Cy Cy’ = CyL/YeL × Ye・・・・(1) その結果、走査中の画素の補色信号W,G,又はYe,Cy信号
に対してそれぞれ補間信号G', W'又は Cy', Ye'が演算
される。走査中の画素の補色信号と補間信号とは加算器
6において加算される。従って、加算器6からは、W+G'
又は、W'+G又は、Ye+Cy'又はYe'+Cy信号が出力される。
ここで、W+G = Ye+Cy (= r+2g+b)であると考えられる
ので、W+G'、W'+G、Ye+Cy'、Ye'+Cyを輝度信号と考える
と、走査中の1ラインの画素全てにおいて輝度信号が得
られることになる。この信号が、水平方向ハイパスフィ
ルタ12へ入力され、端子11より水平方向輪郭信号が
出力される。
【0013】次に、垂直方向の輪郭信号を得る方法を説
明する。垂直方向の輪郭信号を得る為にここでは、次式
のような伝達を持つフィルタを用いることを考える。
【0014】 FV(z) = (-1+2zv -1-zv -2)(1+z-1) = 2zv -1(1+z-1) - (1+zv -2)(1+z-1) ・・・(2) (2)式の中で、z-1は一画素遅延を、zv -1は水平1ラ
イン遅延を、zv -2は水平2ライン遅延を示している。即
ち、走査中の画素信号の2倍から、走査中の画素の上下
の信号を減算した後、水平方向に隣接する信号を加算す
るローパスフィルタ処理を行うことにより、垂直方向の
輪郭信号を得られる。このとき、フィルタ処理の為に用
いる3ライン分の信号全てに対して補間演算を行っても
よいが、その場合、補間演算のための回路が大きくな
る。ところで、(2)式のフィルタの右辺第二項の部分
は、走査中のラインに隣接する上下2ライン、水平方向
2画素の信号を加算するローパスフィルタになってい
る。このローパスフィルタによってモアレ等の偽信号が
抑圧されるので、走査中のラインの上下2ラインについ
ては、補間演算を行わなくても比較的偽信号の少ない信
号を得られる。図1では走査中のラインの上下2ライン
の信号が、加算器7で加算され、減算器8において、走
査中のラインの補色信号と補間信号の和から、加算器7
の出力を減算した信号に対して、水平方向ローパスフィ
ルタ9において、隣接する2画素を加算するローパスフ
ィルタ処理を施すことによって、(2)式の特性をもつ
垂直方向ハイパスフィルタを実現している。ローパスフ
ィルタ9を介して端子10より垂直方向輪郭信号が出力
される。
【0015】(実施例2)W+GとYe+Cyの分光特性が一致
しない場合には、図1の様な方法で輪郭信号を作ると、
W+G’、G’+Wの信号と、Ye+Cy'又はYe'+Cy信号の差によ
って、フリッカが発生する。これを抑圧するには、垂直
方向にLPF処理を行えばよい。図3にその場合の実施
例を示す。図3において、14は水平走査期間遅延手
段、15,16,17は加算器、18は補間演算手段を
示す。なお、本実施例において、図1と同一の符号を付
したものについては、図1の構成要素と同一の機能を持
つものであるので、説明を省略する。
【0016】まず、この例での水平方向の輪郭信号を得
る方法を示す。全画素読み出し固体撮像素子1の出力信
号は一水平走査期間遅延素子2,3,4,14を経て、
6ライン分の信号が色信号生成手段13へ入力され、そ
の出力は補間演算に使われる。また、走査中のラインと
その下方に隣接するラインの信号が、補間演算手段5,
18へ入力され、補間演算処理を施された後、出力され
た補間信号G', W', Cy', Ye'と補色信号W, G, Ye, Cyが
加算器6,16において加算される。加算器6,16の
出力は加算器15において更に加算される。その結果、
加算器15の出力には、走査中の画素とその下方に隣接
する画素に対応する、補色信号と補間信号の和であるW+
G'+Ye+Cy'又はW'+G+Ye+Cy'又はW+G'+Ye'+Cy又はW'+G+Y
e'+Cy信号が得られる。この信号は、4色の信号すべて
揃っており、W+GとYe+Cyの分光特性の不一致によるフリ
ッカのない信号になっている。加算器15の出力が水平
方向ハイパスフィルタ12へ入力され、水平方向ハイパ
スフィルタ12を介して端子11より、偽信号の少ない
水平方向輪郭信号が出力される。
【0017】次に、垂直方向の輪郭信号を得る方法につ
いて述べる。走査中のラインと、その下方に隣接するラ
インの補間信号W',G'とYe', Cy'が、加算器17におい
て加算される。また、走査中のラインの上方に隣接する
ラインと、走査中のラインの下方2つめのラインの補色
信号が、加算器7において加算される。そして、減算器
8において、加算器17の出力から、加算器7の出力が
減算され、水平方向ローパスフィルタ9へ出力される。
水平方向ローパスフィルタ9に於て、例えば隣接画素を
加算する水平方向ローパスフィルタ処理を施すと、出力
に偽信号の少ない垂直方向輪郭信号が得られる。
【0018】なお、上記した第1、第2の実施例では、
色フィルタC1、C2、C3、C4としてW,G,Ye,Cyを
用いたが、Mg(マゼンタ色透過フィルタ),G,Ye,Cyを用
いても構わない。
【0019】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
各画素に対して演算される補間信号と補色信号の和を輝
度信号として輝度の輪郭信号を演算することによって、
同時に補間演算を行う画素の数を減らし、しかも小回路
規模ながら偽信号の少ない垂直輪郭信号を得ることが可
能となる。
【0020】
【図面の詳細な説明】
【0021】
【図1】本発明の輪郭補正装置の第1の実施例を示すブ
ロック図
【0022】
【図2】本発明の実施例に用いた色分離フィルタの配列
を示す図
【0023】
【図3】本発明の輪郭補正装置の第2の実施例を示すブ
ロック図
【0024】
【図4】色差順次方式に用いられる色フィルタの配列の
例を示す図
【0025】
【符号の説明】
1 全画素読み出し固体撮像素子 2,3,4 一水平走査期間遅延素子 5 補間演算手段 6,7 加算器 8 減算器 9 水平方向ローパスフィルタ 10 垂直方向輪郭信号出力 11 水平方向輪郭信号出力 12 水平方向ハイパスフィルタ 13 色信号処理手段
───────────────────────────────────────────────────── 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6−125566(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/04 - 9/11

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C1とC2とC3とC4の各色透過フィ
    ルタが、第1行目の第1列目にC1及び第2列目にC
    2、第2行目の第1列目にC3及び第2列目にC4、第
    3行目の第1列目にC2及び第2列目にC1、第4行目
    の第1列目にC4及び第2列目にC3と配置された4行
    ×2列の二次元配列を繰り返しの単位とする色フィルタ
    を備え、前記色フィルタの前記透過フィルタに対応
    した色信号CS1、CS2、CS3、CS4をそれぞれ
    出力する全画素読み出し固体撮像素子と前記透過フィルタC1、C2、C3、C4の位置にそ
    れぞれ前記透過フィルタC2、C1、C4、C3を配
    置した際に出力される補間信号CS2’、CS1’、C
    S4’、CS3’を生成し出力する補間演算手段と、 各画素に対して走査中のラインの1ライン上と走査中の
    ラインの2ライン下の信号との前記色信号を各々加算
    し、CS1+CS3又はCS1+CS4又はCS2+C
    S3又はCS2+CS4を求め出力する第1の加算器
    と、 各画素に対して走査中のラインと走査中のラインの1ラ
    イン下の信号との前記補間信号を各々加算し、 CS1’
    CS3’又はCS1’+CS4’又はCS2’+CS
    3’又はCS2’+CS4’を求め出力する第2の加算
    器と、 前記第2の加算器の出力から前記第1の加算器の出力を
    減算する減算器と、 前記減算器の出力を入力し水平方向ローパスフィルタ
    理を施すことにより垂直方向輪郭信号を生成する水平方
    向ローパスフィルタとを備えることを特徴とする輪郭補
    正装置。
  2. 【請求項2】 前記全画素読み出し固体撮像素子は、上
    下に隣接した2ライン分同時に信号を読み出し、各前記
    色透過フィルタに対応した前記色信号をそれぞれ出力
    し、 前記輪郭補正装置はさらに、 前記全画素読み出し固体撮像素子の出力の内、上のライ
    ンの信号を入力し、遅延処理を行う第1の一水平走査期
    間遅延手段と、 前記全画素読み出し固体撮像素子の出力の内、下のライ
    ンの信号を入力し、遅延処理を行う第2の一水平走査期
    間遅延手段と、 前記第1の一水平走査期間遅延手段の出力を入力し、遅
    延処理を行う第3の一水平走査期間遅延手段と、 前記第2の一水平走査期間遅延手段の出力を入力し、遅
    延処理を行う第4の一水平走査期間遅延手段と、 前記全画素読み出し固体映像素子の出力と、前記第1及
    び第2及び第3及び第4の一水平走査期間遅延手段のそ
    れぞれの出力とを入力し、前記色信号の比を演算する色
    信号生成手段とを備え、 前記補間演算手段は、前記第2及び第3の一水平走査期
    間遅延手段のそれぞれの出力と、前記色信号生成手段の
    出力とを入力し、前記補間信号を生成 することを特徴と
    する請求項1記載の輪郭補正装置。
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