JP3489118B2 - 単板カラーカメラ及びその色信号処理回路 - Google Patents
単板カラーカメラ及びその色信号処理回路Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/67—Circuits for processing colour signals for matrixing
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- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
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- Signal Processing (AREA)
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- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単板カラーカメラ及び
その色信号処理回路に関し、特に全画素の画像情報を各
々独立に読み出し可能な固体撮像素子を撮像デバイスと
して用いた単板カラーカメラ及びその色信号処理回路に
関する。
その色信号処理回路に関し、特に全画素の画像情報を各
々独立に読み出し可能な固体撮像素子を撮像デバイスと
して用いた単板カラーカメラ及びその色信号処理回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】単板カラーカメラにおいては、単一の固
体撮像素子でカラー信号を生成するために、当該素子上
に色フィルターアレイが配される。この種の単板カラー
カメラとして、走査方向に２画素毎に繰り返す色フィル
ターを用い、繰返し２画素の第１又は第２の画素に対応
した信号と、または第１の画素に対応した信号に係数を
かけたものとの差分が被写体像の白の部分で０となるよ
うに当該係数を設定し、第１及び第２の各画素に対応し
た信号に上記差分を加算又は減算する信号処理を行うこ
とにより、斜め線や着色部の境界部で発生する色偽信号
を補正するようにしたものが知られている（例えば、特
開昭６０−６２７８９号公報参照）。
体撮像素子でカラー信号を生成するために、当該素子上
に色フィルターアレイが配される。この種の単板カラー
カメラとして、走査方向に２画素毎に繰り返す色フィル
ターを用い、繰返し２画素の第１又は第２の画素に対応
した信号と、または第１の画素に対応した信号に係数を
かけたものとの差分が被写体像の白の部分で０となるよ
うに当該係数を設定し、第１及び第２の各画素に対応し
た信号に上記差分を加算又は減算する信号処理を行うこ
とにより、斜め線や着色部の境界部で発生する色偽信号
を補正するようにしたものが知られている（例えば、特
開昭６０−６２７８９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の単板カラーカメラでは、斜め線や着色部の境界
部で発生する色偽信号に対しては補正できるものの、色
差信号を生成する際に必ず垂直方向の画素間の演算処理
が必要となるため、垂直方向の画素間のピッチをＰy と
すると、垂直空間周波数１／２Ｐy の成分を持つ画像を
撮像した場合、大きな色偽信号が発生することになり、
この種の色偽信号の補正に関しては、何ら考慮が払われ
ていなかった。
た従来の単板カラーカメラでは、斜め線や着色部の境界
部で発生する色偽信号に対しては補正できるものの、色
差信号を生成する際に必ず垂直方向の画素間の演算処理
が必要となるため、垂直方向の画素間のピッチをＰy と
すると、垂直空間周波数１／２Ｐy の成分を持つ画像を
撮像した場合、大きな色偽信号が発生することになり、
この種の色偽信号の補正に関しては、何ら考慮が払われ
ていなかった。
【０００４】そこで、本発明は、垂直空間周波数１／２
Ｐy の信号が入射した場合に発生する色偽信号のレベル
を大幅に低減することができる単板カラーカメラ及びそ
の色信号処理回路を提供することを目的とする。
Ｐy の信号が入射した場合に発生する色偽信号のレベル
を大幅に低減することができる単板カラーカメラ及びそ
の色信号処理回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、全画素の画像情報を各々独立に読み出
し可能な固体撮像素子と、水平及び垂直の各方向で２画
素の繰返しを単位格子とし、この単位格子中に同一の分
光感度特性を持つ２画素が垂直方向又は斜め方向に配置
されてなる色配列を有して固体撮像素子上に配された色
フィルターアレイとを具備する単板カラーカメラにおい
て、その信号処理回路として、固体撮像素子の出力信号
から得られる単位格子の４画素の各色信号のうち、同一
の分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算して得ら
れる第１の色信号と他の第２，第３の色信号とを演算す
ることによって２原色信号及び２種の１原色信号を得る
第１の演算手段と、２原色信号の一方から２種の１原色
信号の一種を減算し、２原色信号の他方から２種の１原
色信号の他種を減算することによって２つの色差信号を
得る第２の演算手段と、第１の演算手段において同一の
分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算する加算比
率を、２原色信号及び２種の１原色信号のサンプリング
キャリアのレベルが０になるように原色信号それぞれに
ついて設定する設定手段とを有する構成のものを用い
る。
に、本発明では、全画素の画像情報を各々独立に読み出
し可能な固体撮像素子と、水平及び垂直の各方向で２画
素の繰返しを単位格子とし、この単位格子中に同一の分
光感度特性を持つ２画素が垂直方向又は斜め方向に配置
されてなる色配列を有して固体撮像素子上に配された色
フィルターアレイとを具備する単板カラーカメラにおい
て、その信号処理回路として、固体撮像素子の出力信号
から得られる単位格子の４画素の各色信号のうち、同一
の分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算して得ら
れる第１の色信号と他の第２，第３の色信号とを演算す
ることによって２原色信号及び２種の１原色信号を得る
第１の演算手段と、２原色信号の一方から２種の１原色
信号の一種を減算し、２原色信号の他方から２種の１原
色信号の他種を減算することによって２つの色差信号を
得る第２の演算手段と、第１の演算手段において同一の
分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算する加算比
率を、２原色信号及び２種の１原色信号のサンプリング
キャリアのレベルが０になるように原色信号それぞれに
ついて設定する設定手段とを有する構成のものを用い
る。
【０００６】
【作用】上記構成の色信号処理回路では、単位格子の４
画素の各色信号のうち、同一の分光感度特性を持つ２画
素の各色信号を加算して第１の色信号を生成する過程に
おいて、その加算比率を２原色信号及び２種の１原色信
号のサンプリングキャリアのレベルが０になるように原
色信号それぞれについて設定する。そして、生成した第
１の色信号と他の第２，第３の色信号とを演算すること
によって２原色信号及び２種の１原色信号を生成し、さ
らにこの２原色信号の一方から２種の１原色信号の一種
を減算し、２原色信号の他方から２種の１原色信号の他
種を減算することによって２つの色差信号を得る。その
結果、垂直空間周波数に発生するサンプリングキャリア
のレベルが２つの色差信号において最小になるため、垂
直空間周波数の信号の入射時に発生する色偽信号を大幅
に低減できる。
画素の各色信号のうち、同一の分光感度特性を持つ２画
素の各色信号を加算して第１の色信号を生成する過程に
おいて、その加算比率を２原色信号及び２種の１原色信
号のサンプリングキャリアのレベルが０になるように原
色信号それぞれについて設定する。そして、生成した第
１の色信号と他の第２，第３の色信号とを演算すること
によって２原色信号及び２種の１原色信号を生成し、さ
らにこの２原色信号の一方から２種の１原色信号の一種
を減算し、２原色信号の他方から２種の１原色信号の他
種を減算することによって２つの色差信号を得る。その
結果、垂直空間周波数に発生するサンプリングキャリア
のレベルが２つの色差信号において最小になるため、垂
直空間周波数の信号の入射時に発生する色偽信号を大幅
に低減できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明による色信号処理回路の一
実施例を示すブロック図である。図において、固体撮像
素子１として、全画素の画像情報を各々独立に読み出し
可能ないわゆる全画素独立読み出しタイプの固体撮像素
子が用いられる。この固体撮像素子１上には色フィルタ
ーアレイ２が配される。この色フィルターアレイ２の色
フィルターの配列としては、水平２繰返し、垂直２繰返
しを基本繰返し周期としかつ３種類の色フィルター
‘Ａ’，‘Ｂ’，‘Ｃ’によるものが用いられる。この
場合、色フィルター‘Ａ’，‘Ｂ’，‘Ｃ’の配置パタ
ーンとしては、カメラシステムの垂直解像度に関する高
い性能を得るために、図２（ａ）に示すような同一画素
をストライプ状に配置するストライプ線順次方式と、同
図（ｂ）に示すような同一画素をモザイク状に配置する
モザイク線順次方式が有力とされる。
に説明する。図１は、本発明による色信号処理回路の一
実施例を示すブロック図である。図において、固体撮像
素子１として、全画素の画像情報を各々独立に読み出し
可能ないわゆる全画素独立読み出しタイプの固体撮像素
子が用いられる。この固体撮像素子１上には色フィルタ
ーアレイ２が配される。この色フィルターアレイ２の色
フィルターの配列としては、水平２繰返し、垂直２繰返
しを基本繰返し周期としかつ３種類の色フィルター
‘Ａ’，‘Ｂ’，‘Ｃ’によるものが用いられる。この
場合、色フィルター‘Ａ’，‘Ｂ’，‘Ｃ’の配置パタ
ーンとしては、カメラシステムの垂直解像度に関する高
い性能を得るために、図２（ａ）に示すような同一画素
をストライプ状に配置するストライプ線順次方式と、同
図（ｂ）に示すような同一画素をモザイク状に配置する
モザイク線順次方式が有力とされる。
【０００８】図２に示したストライプ線順次方式（ａ）
とモザイク線順次方式（ｂ）の各色フィルターの配列パ
ターンにおいて、‘Ａ’，‘Ｂ’，‘Ｃ’の各画素に、
図３〜図５に示すように、‘Ｙe （イエロー）’，‘Ｍ
g （マゼンタ）’，‘Ｃy （シアン）’の補色フィルタ
ーを配置したものが考えられる。本実施例では、色フィ
ルターアレイ２として、図３（ｂ）に示すようなＹe モ
ザイク、Ｍg,Ｃy 線順次色フィルター配列のものを用い
るものとする。この色フィルターアレイ２が配された固
体撮像素子１からは、単位格子に関しＹe について２つ
の出力Ｙe1，Ｙe2が得られるので、各画素の色に対応し
た４つの色信号が導出されることになる。この４つの色
信号の内、Ｍg,Ｃy の各色信号は直接原色分離マトリク
ス回路３に供給され、Ｙe1，Ｙe2の各色信号は色偽信号
抑圧コントロール回路４を経た後原色分離マトリクス回
路３に供給される。色偽信号抑圧コントロール回路４
は、後述する定数ａ〜ｄを設定するための４つの可変抵
抗ＶＲa 〜ＶＲd によって構成されており、定数ａ〜ｄ
の選定によりＹe1，Ｙe2の各色信号の加算比率を決め
る。
とモザイク線順次方式（ｂ）の各色フィルターの配列パ
ターンにおいて、‘Ａ’，‘Ｂ’，‘Ｃ’の各画素に、
図３〜図５に示すように、‘Ｙe （イエロー）’，‘Ｍ
g （マゼンタ）’，‘Ｃy （シアン）’の補色フィルタ
ーを配置したものが考えられる。本実施例では、色フィ
ルターアレイ２として、図３（ｂ）に示すようなＹe モ
ザイク、Ｍg,Ｃy 線順次色フィルター配列のものを用い
るものとする。この色フィルターアレイ２が配された固
体撮像素子１からは、単位格子に関しＹe について２つ
の出力Ｙe1，Ｙe2が得られるので、各画素の色に対応し
た４つの色信号が導出されることになる。この４つの色
信号の内、Ｍg,Ｃy の各色信号は直接原色分離マトリク
ス回路３に供給され、Ｙe1，Ｙe2の各色信号は色偽信号
抑圧コントロール回路４を経た後原色分離マトリクス回
路３に供給される。色偽信号抑圧コントロール回路４
は、後述する定数ａ〜ｄを設定するための４つの可変抵
抗ＶＲa 〜ＶＲd によって構成されており、定数ａ〜ｄ
の選定によりＹe1，Ｙe2の各色信号の加算比率を決め
る。
【０００９】原色分離マトリクス回路３は、Ｙe,Ｃy,Ｍ
g の３色の色信号からＲ（レッド），Ｇ（グリーン），
Ｂ（ブルー）の３原色信号を分離するためのものであ
る。この原色分離マトリクス回路３において、Ｙe,Ｃy,
Ｍg の各色信号からＲ，Ｇ，Ｂの３原色信号を分離する
には、理想的なＹe,Ｃy,Ｍg の各色信号は、原色信号と
は、 Ｙe ＝Ｒ＋Ｇ Ｃy ＝Ｂ＋Ｇ Ｍg ＝Ｒ＋Ｂ なる数式（以下、数式と称する）の関係にあることか
ら、 Ｒ＝（Ｙe ＋Ｍg −Ｃy)／２ Ｇ＝（Ｙe ＋Ｃy −Ｍg)／２ Ｂ＝（Ｍg ＋Ｃy −Ｙe)／２ なる数式（以下、数式と称する）に基づく演算を行え
ば良い。
g の３色の色信号からＲ（レッド），Ｇ（グリーン），
Ｂ（ブルー）の３原色信号を分離するためのものであ
る。この原色分離マトリクス回路３において、Ｙe,Ｃy,
Ｍg の各色信号からＲ，Ｇ，Ｂの３原色信号を分離する
には、理想的なＹe,Ｃy,Ｍg の各色信号は、原色信号と
は、 Ｙe ＝Ｒ＋Ｇ Ｃy ＝Ｂ＋Ｇ Ｍg ＝Ｒ＋Ｂ なる数式（以下、数式と称する）の関係にあることか
ら、 Ｒ＝（Ｙe ＋Ｍg −Ｃy)／２ Ｇ＝（Ｙe ＋Ｃy −Ｍg)／２ Ｂ＝（Ｍg ＋Ｃy −Ｙe)／２ なる数式（以下、数式と称する）に基づく演算を行え
ば良い。
【００１０】本実施例では、単位格子に関しＹe につい
て２つの出力Ｙe1，Ｙe2が得られることから、 ＲR ＝｛ａＹe1＋（１−ａ）Ｙe2＋Ｍg −Ｃy ｝／２ …（１） ＧR ＝｛ｂＹe1＋（１−ｂ）Ｙe2＋Ｃy −Ｍg ｝／２ …（２） ＢB ＝｛Ｍg ＋Ｃy −ｃＹe1−（１−ｃ）Ｙe2｝／２ …（３） ＧB ＝｛ｄＹe1＋（１−ｄ）Ｙe2＋Ｃy −Ｍg ｝／２ …（４） なる数式（以下、数式と称する）から３原色信号を求
めることにより、数式と全く同じ分光感度特性の原色
信号を得ることができる。つまり、分光感度特性の上で
は、数式中の定数ａ〜ｄに任意の値をとっても、数式
の各原色信号と数式の各原色信号との間には、ＲR
＝Ｒ，ＧR ＝Ｇ＝ＧB,ＢB ＝Ｂが成り立つことになる。
て２つの出力Ｙe1，Ｙe2が得られることから、 ＲR ＝｛ａＹe1＋（１−ａ）Ｙe2＋Ｍg −Ｃy ｝／２ …（１） ＧR ＝｛ｂＹe1＋（１−ｂ）Ｙe2＋Ｃy −Ｍg ｝／２ …（２） ＢB ＝｛Ｍg ＋Ｃy −ｃＹe1−（１−ｃ）Ｙe2｝／２ …（３） ＧB ＝｛ｄＹe1＋（１−ｄ）Ｙe2＋Ｃy −Ｍg ｝／２ …（４） なる数式（以下、数式と称する）から３原色信号を求
めることにより、数式と全く同じ分光感度特性の原色
信号を得ることができる。つまり、分光感度特性の上で
は、数式中の定数ａ〜ｄに任意の値をとっても、数式
の各原色信号と数式の各原色信号との間には、ＲR
＝Ｒ，ＧR ＝Ｇ＝ＧB,ＢB ＝Ｂが成り立つことになる。
【００１１】原色分離マトリクス回路３は、上記数式
における式（２）の演算を行う加減算器５1 と、式
（１）の演算を行う加減算器５2 と、式（４）の演算を
行う加減算器５3 と、式（３）の演算を行う加減算器５
4 とによって構成されている。また、実際の色フィルタ
ーでは、Ｙe,Ｃy,Ｍg 各画素の分光感度特性は理想的な
ものではなく、Ｙe,Ｃy,Ｍg の各色信号を単純に先の数
式で表すことはできない。このため、数式に従って
Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号を生成すると、Ｒの短波長側、
Ｂの長波長側の分光感度特性がフラットにならず、色再
現性を劣化させることになる。このため、原色分離マト
リクス回路３においては、加減算器５1 の出力として導
出されるＧR 信号を、定数αの補正器６を介して加減算
器５2 の一加算入力とし、また加減算器５3 の出力とし
て導出されるＧB 信号を、定数βの補正器７を介して加
減算器５4 の一加算入力とし、定数α，βを適当な値に
設定してＧR,ＧB 信号の混合比を選定することにより、
Ｒの短波長側、Ｂの長波長側のうねりを抑えるようにし
ている。
における式（２）の演算を行う加減算器５1 と、式
（１）の演算を行う加減算器５2 と、式（４）の演算を
行う加減算器５3 と、式（３）の演算を行う加減算器５
4 とによって構成されている。また、実際の色フィルタ
ーでは、Ｙe,Ｃy,Ｍg 各画素の分光感度特性は理想的な
ものではなく、Ｙe,Ｃy,Ｍg の各色信号を単純に先の数
式で表すことはできない。このため、数式に従って
Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号を生成すると、Ｒの短波長側、
Ｂの長波長側の分光感度特性がフラットにならず、色再
現性を劣化させることになる。このため、原色分離マト
リクス回路３においては、加減算器５1 の出力として導
出されるＧR 信号を、定数αの補正器６を介して加減算
器５2 の一加算入力とし、また加減算器５3 の出力とし
て導出されるＧB 信号を、定数βの補正器７を介して加
減算器５4 の一加算入力とし、定数α，βを適当な値に
設定してＧR,ＧB 信号の混合比を選定することにより、
Ｒの短波長側、Ｂの長波長側のうねりを抑えるようにし
ている。
【００１２】原色分離マトリクス回路３で分離された各
原色信号ＧR,ＲR,ＧB,ＢB のうち、原色信号ＧR はホワ
イトバランスアンプ８1 及びγ補正回路９1 を経て減算
器１０の減算入力、原色信号ＲR はホワイトバランスア
ンプ８2 及びγ補正回路９2を経て減算器１０の被減算
入力となり、また原色信号ＧB はホワイトバランスアン
プ８3 及びγ補正回路９3 を経て減算器１１の減算入
力、原色信号ＢB はホワイトバランスアンプ８4 及びγ
補正回路９4 を経て減算器１１の被減算入力となる。ホ
ワイトバランスアンプ８1 〜８4 及びγ補正回路９1 〜
９4 としては、周知の回路構成のものを用い得る。減算
器１０は色差信号（Ｒ−Ｇ）を得るためのもの、減算器
１１は色差信号（Ｂ−Ｇ）を得るためのものである。
原色信号ＧR,ＲR,ＧB,ＢB のうち、原色信号ＧR はホワ
イトバランスアンプ８1 及びγ補正回路９1 を経て減算
器１０の減算入力、原色信号ＲR はホワイトバランスア
ンプ８2 及びγ補正回路９2を経て減算器１０の被減算
入力となり、また原色信号ＧB はホワイトバランスアン
プ８3 及びγ補正回路９3 を経て減算器１１の減算入
力、原色信号ＢB はホワイトバランスアンプ８4 及びγ
補正回路９4 を経て減算器１１の被減算入力となる。ホ
ワイトバランスアンプ８1 〜８4 及びγ補正回路９1 〜
９4 としては、周知の回路構成のものを用い得る。減算
器１０は色差信号（Ｒ−Ｇ）を得るためのもの、減算器
１１は色差信号（Ｂ−Ｇ）を得るためのものである。
【００１３】この２つの色差信号（Ｒ−Ｇ),（Ｂ−Ｇ）
は、次段の色差マトリクス回路１２に供給される。この
色差マトリクス回路１２においては、 Ｒ−Ｙ＝0.70（Ｒ−Ｇ）−0.11（Ｂ−Ｇ） Ｂ−Ｙ＝0.89（Ｂ−Ｇ）−0.30（Ｒ−Ｇ） なる演算式に基づいてカラーテレビジョンフォーマット
の色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）が生成される。これ
ら色差信号（Ｒ−Ｙ),（Ｂ−Ｙ）は図示せぬエンコーダ
に供給される。
は、次段の色差マトリクス回路１２に供給される。この
色差マトリクス回路１２においては、 Ｒ−Ｙ＝0.70（Ｒ−Ｇ）−0.11（Ｂ−Ｇ） Ｂ−Ｙ＝0.89（Ｂ−Ｇ）−0.30（Ｒ−Ｇ） なる演算式に基づいてカラーテレビジョンフォーマット
の色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）が生成される。これ
ら色差信号（Ｒ−Ｙ),（Ｂ−Ｙ）は図示せぬエンコーダ
に供給される。
【００１４】かかる構成において、図３（ｂ）に示すよ
うに、垂直方向の画素ピッチをＰyとすると、色差信号
（Ｒ−Ｇ）を生成するときに、垂直空間周波数１／２Ｐ
y に存在する原色信号ＲR,ＧR のサンプリングキャリア
のレベルが０になるように色偽信号抑圧コントロール回
路４の可変抵抗ＶＲa,ＶＲb によってＹe1，Ｙe2の各色
信号の加算比率を決める定数ａ，ｂを選定して原色信号
ＲR,ＧR を生成し、又色差信号（Ｂ−Ｇ）を生成すると
きには、同様に、原色信号ＢB,ＧB のサンプリングキャ
リアのレベルが０になるように可変抵抗ＶＲc,ＶＲd に
よって定数ｃ，ｄを選定して原色信号ＢB,ＧB を生成す
る。
うに、垂直方向の画素ピッチをＰyとすると、色差信号
（Ｒ−Ｇ）を生成するときに、垂直空間周波数１／２Ｐ
y に存在する原色信号ＲR,ＧR のサンプリングキャリア
のレベルが０になるように色偽信号抑圧コントロール回
路４の可変抵抗ＶＲa,ＶＲb によってＹe1，Ｙe2の各色
信号の加算比率を決める定数ａ，ｂを選定して原色信号
ＲR,ＧR を生成し、又色差信号（Ｂ−Ｇ）を生成すると
きには、同様に、原色信号ＢB,ＧB のサンプリングキャ
リアのレベルが０になるように可変抵抗ＶＲc,ＶＲd に
よって定数ｃ，ｄを選定して原色信号ＢB,ＧB を生成す
る。
【００１５】上述したように、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号を
分離する際に、２つの色差信号（Ｒ−ＧR），（Ｂ−
ＧB）用にＧ信号に関して２種類のＧ信号ＧR，ＧBを生
成する過程において、原色信号Ｒ R ，Ｇ R ，Ｂ B ，Ｇ B のサ
ンプリングキャリアのレベルが０になるように、同一の
分光感度特性を持つ２画素の各色信号Ｙe 1 ，Ｙe 2 の加算
比率を設定し、当該加算比率で色信号Ｙe 1 ，Ｙe 2 の各信
号を加算してＹｅ信号を得、このＹｅ信号とＣｙ，Ｍｇ
の各色信号とを演算して原色信号ＲR，ＧR，ＢB，ＧBを
生成することにより、垂直空間周波数１／２Ｐy に発生
するサンプリングキャリアのレベルが２つの色差信号
（Ｒ−Ｇ R ），（Ｂ−Ｇ B ）において最小になるため、垂
直空間周波数１／２Ｐｙの信号が入射したときに発生す
る色偽信号を大幅に低減できることになる。ここで、垂
直空間周波数１／２Ｐｙに発生するサンプリングキャリ
アのレベルとは、垂直方向の画素間のピッチをＰｙとし
たとき、色差信号（Ｒ−Ｇ）を生成する際に垂直空間周
波数１／２Ｐｙに存在する原色信号Ｒ R, Ｇ R のサンプリ
ングキャリアのレベルを言う。
分離する際に、２つの色差信号（Ｒ−ＧR），（Ｂ−
ＧB）用にＧ信号に関して２種類のＧ信号ＧR，ＧBを生
成する過程において、原色信号Ｒ R ，Ｇ R ，Ｂ B ，Ｇ B のサ
ンプリングキャリアのレベルが０になるように、同一の
分光感度特性を持つ２画素の各色信号Ｙe 1 ，Ｙe 2 の加算
比率を設定し、当該加算比率で色信号Ｙe 1 ，Ｙe 2 の各信
号を加算してＹｅ信号を得、このＹｅ信号とＣｙ，Ｍｇ
の各色信号とを演算して原色信号ＲR，ＧR，ＢB，ＧBを
生成することにより、垂直空間周波数１／２Ｐy に発生
するサンプリングキャリアのレベルが２つの色差信号
（Ｒ−Ｇ R ），（Ｂ−Ｇ B ）において最小になるため、垂
直空間周波数１／２Ｐｙの信号が入射したときに発生す
る色偽信号を大幅に低減できることになる。ここで、垂
直空間周波数１／２Ｐｙに発生するサンプリングキャリ
アのレベルとは、垂直方向の画素間のピッチをＰｙとし
たとき、色差信号（Ｒ−Ｇ）を生成する際に垂直空間周
波数１／２Ｐｙに存在する原色信号Ｒ R, Ｇ R のサンプリ
ングキャリアのレベルを言う。
【００１６】図６に、定数ａ〜ｄを-0.5〜+1.5の範囲で
変えた際に、原色信号ＲR,ＧR,ＢB,ＧB に発生する垂直
空間周波数１／２Ｐy のサンプリングキャリアのレベル
を示す。この場合、ａ＝1.5,ｂ＝-0.5の時、色差信号
（Ｒ−Ｇ）に発生するサンプリングキャリアのレベルが
０になり、ｃ＝0,ｄ＝0 の時、色差信号（Ｂ−Ｇ）に発
生するサンプリングキャリアのレベルが０になり、最も
色偽信号のレベルが小さくなる。
変えた際に、原色信号ＲR,ＧR,ＢB,ＧB に発生する垂直
空間周波数１／２Ｐy のサンプリングキャリアのレベル
を示す。この場合、ａ＝1.5,ｂ＝-0.5の時、色差信号
（Ｒ−Ｇ）に発生するサンプリングキャリアのレベルが
０になり、ｃ＝0,ｄ＝0 の時、色差信号（Ｂ−Ｇ）に発
生するサンプリングキャリアのレベルが０になり、最も
色偽信号のレベルが小さくなる。
【００１７】なお、図６は、数式が成り立つ場合のも
のでありが、実際の固体撮像素子では、光源、素子等の
分光感度特性によって図６の値が変化し、特に、光源の
色温度が変化した場合にその変化が顕著であり、最も色
偽信号の発生の少ない定数ａ〜ｄの組み合わせが変わ
る。したがって、色偽信号抑圧コントロール回路４にお
いて、色温度の変化に対応して定数ａ〜ｄの値をダイナ
ミックに変えて最も色偽信号の少ない信号処理を行うよ
うにすれば良い。
のでありが、実際の固体撮像素子では、光源、素子等の
分光感度特性によって図６の値が変化し、特に、光源の
色温度が変化した場合にその変化が顕著であり、最も色
偽信号の発生の少ない定数ａ〜ｄの組み合わせが変わ
る。したがって、色偽信号抑圧コントロール回路４にお
いて、色温度の変化に対応して定数ａ〜ｄの値をダイナ
ミックに変えて最も色偽信号の少ない信号処理を行うよ
うにすれば良い。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全画素の画像情報を各々独立に読み出し可能な固体撮像
素子と、水平及び垂直の各方向で２画素の繰返しを単位
格子とし、この単位格子中に同一の分光感度特性を持つ
２画素が垂直方向又は斜め方向に配置されてなる色配列
を有して固体撮像素子上に配された色フィルターアレイ
とを具備する単板カラーカメラおよびその信号処理回路
において、単位格子の４画素の各色信号のうち、同一の
分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算して第１の
色信号を生成する過程で、その加算比率を２原色信号及
び２種の１原色信号のサンプリングキャリアのレベルが
０になるように原色信号それぞれについて設定し、その
生成した第１の色信号と他の第２，第３の色信号とを演
算することによって２原色信号及び２種の１原色信号を
生成し、さらにこの２原色信号の一方から２種の１原色
信号の一種を減算し、２原色信号の他方から２種の１原
色信号の他種を減算することによって２つの色差信号を
得ることにより、垂直空間周波数に発生するサンプリン
グキャリアのレベルが２つの色差信号において最小にな
るため、垂直空間周波数の信号信号の入射時に発生する
色偽信号を大幅に低減できる。
全画素の画像情報を各々独立に読み出し可能な固体撮像
素子と、水平及び垂直の各方向で２画素の繰返しを単位
格子とし、この単位格子中に同一の分光感度特性を持つ
２画素が垂直方向又は斜め方向に配置されてなる色配列
を有して固体撮像素子上に配された色フィルターアレイ
とを具備する単板カラーカメラおよびその信号処理回路
において、単位格子の４画素の各色信号のうち、同一の
分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算して第１の
色信号を生成する過程で、その加算比率を２原色信号及
び２種の１原色信号のサンプリングキャリアのレベルが
０になるように原色信号それぞれについて設定し、その
生成した第１の色信号と他の第２，第３の色信号とを演
算することによって２原色信号及び２種の１原色信号を
生成し、さらにこの２原色信号の一方から２種の１原色
信号の一種を減算し、２原色信号の他方から２種の１原
色信号の他種を減算することによって２つの色差信号を
得ることにより、垂直空間周波数に発生するサンプリン
グキャリアのレベルが２つの色差信号において最小にな
るため、垂直空間周波数の信号信号の入射時に発生する
色偽信号を大幅に低減できる。
【図１】本発明による色信号処理回路の一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】水平２繰返し、垂直２繰返しの色フィルター配
列パターンを示す図であって、（ａ）はストライプ線順
次方式、（ｂ）はモザイク線順次方式をそれぞれ示す。
列パターンを示す図であって、（ａ）はストライプ線順
次方式、（ｂ）はモザイク線順次方式をそれぞれ示す。
【図３】図２の配列パターンの一具体例を示す図であっ
て、（ａ）はストライプ線順次方式、（ｂ）はモザイク
線順次方式をそれぞれ示す。
て、（ａ）はストライプ線順次方式、（ｂ）はモザイク
線順次方式をそれぞれ示す。
【図４】図２の配列パターンの他の具体例を示す図であ
って、（ａ）はストライプ線順次方式、（ｂ）はモザイ
ク線順次方式をそれぞれ示す。
って、（ａ）はストライプ線順次方式、（ｂ）はモザイ
ク線順次方式をそれぞれ示す。
【図５】図２の配列パターンのさらに他の具体例を示す
図であって、（ａ）はストライプ線順次方式、（ｂ）は
モザイク線順次方式をそれぞれ示す。
図であって、（ａ）はストライプ線順次方式、（ｂ）は
モザイク線順次方式をそれぞれ示す。
【図６】定数ａ〜ｄと原色信号ＲR,ＧR,ＢB,ＧB の垂直
空間周波数１／２Ｐy に発生するサンプリングキャリア
レベルとの関係を示す特性図である。
空間周波数１／２Ｐy に発生するサンプリングキャリア
レベルとの関係を示す特性図である。
１ 固体撮像素子
２ 色フィルターアレイ
３ 原色分離マトリクス回路
４ 色偽信号抑圧コントロール回路
８1 〜８4 ホワイトバランスアンプ
９1 〜９4 γ補正回路
１２ 色差マトリクス回路
Claims (4)
- 【請求項１】 全画素の画像情報を各々独立に読み出し
可能な固体撮像素子と、 水平及び垂直の各方向で２画素の繰返しを単位格子と
し、この単位格子中に同一の分光感度特性を持つ２画素
が垂直方向又は斜め方向に配置されてなる色配列を有し
て前記固体撮像素子上に配された色フィルターアレイ
と、 前記固体撮像素子の出力信号から得られる前記単位格子
の４画素の各色信号のうち、同一の分光感度特性を持つ
２画素の各色信号を加算して得られる第１の色信号と他
の第２，第３の色信号とを演算することによって２原色
信号及び２種の１原色信号を得る第１の演算手段と、前
記２原色信号の一方から前記２種の１原色信号の一種を
減算し、前記２原色信号の他方から前記２種の１原色信
号の他種を減算することによって２つの色差信号を得る
第２の演算手段と、前記第１の演算手段において前記同
一の分光感度特性を持つ２画素の各色信号を加算する加
算比率を、前記２原色信号及び前記２種の１原色信号の
サンプリングキャリアのレベルが０になるように原色信
号それぞれについて設定する設定手段とを含む色信号処
理回路とを備えたことを特徴とする単板カラーカメラ。 - 【請求項２】 前記設定手段において、光源の色温度の
変化に対応して前記加算比率を設定することを特徴とす
る請求項１記載の単板カラーカメラ。 - 【請求項３】 全画素の画像情報を各々独立に読み出し
可能な固体撮像素子と、水平及び垂直の各方向で２画素
の繰返しを単位格子とし、この単位格子中に同一の分光
感度特性を持つ２画素が垂直方向又は斜め方向に配置さ
れてなる色配列を有して前記固体撮像素子上に配された
色フィルターアレイとを具備する単板カラーカメラの信
号処理回路であって、 前記固体撮像素子の出力信号から得られる前記単位格子
の４画素の各色信号のうち、同一の分光感度特性を持つ
２画素の各色信号を加算して得られる第１の色信号と他
の第２，第３の色信号とを演算することによって２原色
信号及び２種の１原色信号を得る第１の演算手段と、前記２原色信号の一方から前記２種の１原色信号の一種
を減算し、前記２原色信号の他方から前記２種の１原色
信号の他種を減算する ことによって２つの色差信号を得
る第２の演算手段と、前記第１の演算手段において前記同一の分光感度特性を
持つ２画素の各色信号を加算する加算比率を、前記２原
色信号及び前記２種の１原色信号のサンプリングキャリ
アのレベルが０になるように原色信号それぞれについて
設定する設定手段と を有する ことを特徴とする単板カラ
ーカメラの色信号処理回路。 - 【請求項４】 前記設定手段において、光源の色温度の
変化に対応して前記加算比率を設定することを特徴とす
る請求項３記載の単板カラーカメラの色信号処理回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01374691A JP3489118B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 単板カラーカメラ及びその色信号処理回路 |
| US07/818,532 US5282025A (en) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | Chroma signal matrix circuit for a color CCD camera |
| DE69221909T DE69221909T2 (de) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | Farbmatrixschaltung für eine CCD-Farbkamera |
| KR1019920000174A KR920015935A (ko) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | 컬러 ccd카메라용 크로마신호 매트릭스회로 |
| EP92100294A EP0494677B1 (en) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | Chroma signal matrix circuit for a color CCD camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01374691A JP3489118B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 単板カラーカメラ及びその色信号処理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077737A JPH077737A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3489118B2 true JP3489118B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=11841820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01374691A Expired - Lifetime JP3489118B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 単板カラーカメラ及びその色信号処理回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5282025A (ja) |
| EP (1) | EP0494677B1 (ja) |
| JP (1) | JP3489118B2 (ja) |
| KR (1) | KR920015935A (ja) |
| DE (1) | DE69221909T2 (ja) |
Families Citing this family (18)
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|---|---|---|---|---|
| US5766006A (en) * | 1995-06-26 | 1998-06-16 | Murljacic; Maryann Lehmann | Tooth shade analyzer system and methods |
| US6035077A (en) * | 1996-05-03 | 2000-03-07 | Omnivision Technologies, Inc. | Single-chip color CMOS image sensor with two or more line reading structure and high-sensitivity interlace color structure |
| US6289139B1 (en) | 1996-05-03 | 2001-09-11 | Omnivision Technologies, Inc. | Single chip color CMOS image sensor with two or more line reading structure |
| US5901257A (en) * | 1996-05-03 | 1999-05-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Single chip color MOS image sensor with two line reading structure and improved color filter pattern |
| US6167469A (en) * | 1998-05-18 | 2000-12-26 | Agilent Technologies, Inc. | Digital camera having display device for displaying graphical representation of user input and method for transporting the selected digital images thereof |
| US6665009B1 (en) * | 1998-05-20 | 2003-12-16 | Omnivision Technologies, Inc. | On-chip dead pixel correction in a CMOS imaging sensor |
| US6914627B1 (en) | 1998-05-27 | 2005-07-05 | Omnivision Technologies, Inc. | Method and apparatus for digital column fixed pattern noise canceling for a CMOS image sensor |
| US6593963B1 (en) | 1998-05-29 | 2003-07-15 | Agilent Technologies, Inc. | Programmable control of operational signals in a digital camera |
| US6642956B1 (en) * | 1998-05-29 | 2003-11-04 | Agilent Technologies, Inc. | Digital image processor for a digital camera |
| US6577336B2 (en) | 1998-05-29 | 2003-06-10 | Agilent Technologies, Inc. | Authentication stamping in a digital camera |
| JP4230113B2 (ja) | 1998-11-03 | 2009-02-25 | シェード アナライジング テクノロジーズ インコーポレイテッド | 双方向歯科治療ネットワーク |
| US8790118B2 (en) * | 1998-11-03 | 2014-07-29 | Shade Analyzing Technologies, Inc. | Interactive dental restorative network |
| US6888568B1 (en) * | 1999-08-19 | 2005-05-03 | Dialog Semiconductor Gmbh | Method and apparatus for controlling pixel sensor elements |
| US8310577B1 (en) * | 1999-08-19 | 2012-11-13 | Youliza, Gehts B.V. Limited Liability Company | Method and apparatus for color compensation |
| US6707496B1 (en) | 1999-09-15 | 2004-03-16 | Omnivision Technologies, Inc. | CMOS sensor having analog delay line for image processing |
| US7118374B2 (en) | 2003-06-09 | 2006-10-10 | Ivoclar Vivadent Ag | Enhanced tooth shade guide |
| US7341450B2 (en) * | 2003-10-03 | 2008-03-11 | Shade Analyzing Technologies, Inc. | Tooth shade scan system and method |
| US7990445B2 (en) * | 2008-05-30 | 2011-08-02 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor having differing wavelength filters |
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|---|---|---|---|---|
| JPS57131185A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-13 | Hitachi Ltd | Color image pickup device |
| US4591900A (en) * | 1983-03-14 | 1986-05-27 | Rca Corporation | Encoding pattern for single chip CCD camera processing scheme |
| US4638352A (en) * | 1983-09-16 | 1987-01-20 | Hitachi, Ltd. | Color video camera signal processing circuit |
| JPH0815338B2 (ja) * | 1984-08-13 | 1996-02-14 | 株式会社日立製作所 | カラービデオカメラ |
| EP0222316A3 (en) * | 1985-11-06 | 1989-02-22 | Hitachi, Ltd. | Solid-state color image pickup apparatus |
| US4903122A (en) * | 1987-01-28 | 1990-02-20 | Hitachi, Ltd. | Solid-state color imaging apparatus for extended definition television (EDTV) |
| JP2674793B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1997-11-12 | ソニー 株式会社 | 非水電解液電池 |
| JP2797390B2 (ja) * | 1989-04-03 | 1998-09-17 | ソニー株式会社 | 非水電解質二次電池 |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP01374691A patent/JP3489118B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-01-09 EP EP92100294A patent/EP0494677B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-09 US US07/818,532 patent/US5282025A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-09 DE DE69221909T patent/DE69221909T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-09 KR KR1019920000174A patent/KR920015935A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69221909T2 (de) | 1998-04-02 |
| JPH077737A (ja) | 1995-01-10 |
| EP0494677A3 (en) | 1992-09-30 |
| US5282025A (en) | 1994-01-25 |
| KR920015935A (ko) | 1992-08-27 |
| DE69221909D1 (de) | 1997-10-09 |
| EP0494677A2 (en) | 1992-07-15 |
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