JP3893489B2 - Signal processing apparatus and signal processing method - Google Patents
Signal processing apparatus and signal processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3893489B2 JP3893489B2 JP24164698A JP24164698A JP3893489B2 JP 3893489 B2 JP3893489 B2 JP 3893489B2 JP 24164698 A JP24164698 A JP 24164698A JP 24164698 A JP24164698 A JP 24164698A JP 3893489 B2 JP3893489 B2 JP 3893489B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- lines
- data
- signal
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写界の撮像を色フィルタを介して行った際に画素から供給される信号に対するデータを用いて表示データを生成する信号処理装置および信号処理方法に関し、特に色フィルタアレイにベイヤパターンが用いられ、たとえば、電子スチルカメラやムービーカメラ等において数十万から数百万の画素で撮像したスチル画像とムービー画像を切り換えてそれぞれ表示するような場合に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえば電子スチルカメラやビデオカメラ等(以下、代表して電子スチルカメラという)は、被写界からの入射光を撮像部に用いている、たとえば固体撮像デバイスを含む画素セルで光電変換している。特に、この撮像部の直前に単板式の色フィルタが用いられている場合、撮像部は各画素から色フィルタの色に対応して三原色R,G,B のいずれか一つの色の信号しか得られない。そして、得られた各色の信号を用いて撮像した画像を上述した電子スチルカメラ等に配設された表示部に表示させている。一般的に、表示部は、視認の良さを重視するとき、大型の液晶ディスプレイ等が用いられ、消費電力等を重視するとき、小型の液晶ディスプレイ等がたとえば、インデックス画像やムービー画像等の表示装置として用いられる。
【0003】
表示部にこの小型の液晶ディスプレイを用いた際に、撮像部の画素に対して表示部の画素が少ないので、電子スチルカメラは、得られた信号を間引いて表示部に供給している。通常、色フィルタアレイにはベイヤパターンが用いられていることが多い。この色フィルタアレイの特徴からRGB を得るには2ライン用いることになるので、ラインメモリが用いられる。
【0004】
一般に、この信号の間引きによって解像度の劣化等が懸念される。そこで、信号の間引きを行っても、たとえば、特許掲載公報第8-2587225 号の固体撮像装置は、水平ライン信号を撮像素子駆動手段で1/P 水平期間毎に読み出して複数のメモリ部に書込み、メモリ駆動手段で1 水平期間毎にP 水平ラインのデータを同時に読み出して合成手段で合成して信号を生成することによって、擬似的に水平解像度を向上させている。
【0005】
また、色フィルタアレイにベイヤ配列を用いた際には、信号の間引きに関わらず、信号を取り出すラインによって正しい分光特性の輝度信号が得られないため偽信号が生じる色再現性等が問題になる場合がある。このような偽信号の改善に着目したカラー撮像装置の提案が、たとえば特開平4-329786号公報に記載されている。このカラー撮像装置は、第1の色フィルタだけオフセットサンプリング構造にし、他の第2および第3の色フィルタを矩形格子状サンプリング構造にした色フィルタアレイを用い、信号の同時化を図りながら、第1の色フィルタの画素からの信号とこの色フィルタの画素と同一行あるいは同一列の第2の色フィルタからの信号との色差差分をとり、同様に第1の色フィルタの画素からの信号とこの色フィルタの画素と同一行あるいは同一列の第3の色フィルタからの信号との色差差分をとり、これらの色差信号をたとえば、マトリクス合成および演算を行って輝度信号を生成して、分光特性の補正を行っている。ベイヤ配列の色フィルタアレイを用いた固体撮像装置では、上述した信号処理だけでなく、様々な方法を駆使して色再現性を確保する試みがなされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したようにベイヤ配列が用いられた固体撮像素子からの信号は、RGを含むラインと、BGを含むラインがある。垂直(V)方向に間引いて画像を生成する場合、同色の組からなるラインだけを用いると、RGB の色がすべて揃わないので正しい色の再現ができません。また、連続するRGのラインとBGのラインを間引くと偽信号は改善されるが解像度は低下してしまいます。このように、ラインを間引いて使用するラインの取り方と供給される画像が偽色を発生させる傾向の強い画像かどうかに応じて偽色が増えたり、解像度が得難くなってしまう場合がある。また、偽色の改善および画質の改善のために行う信号処理には、取り出す信号の読出しによって読出し画素がトータル的に増加してしまう。これにより、この信号処理には回路構成の増大および消費電力の増加がもたらされる。
【0007】
さらに、たとえば数百万画素を要する固体撮像装置から読み出した信号を用いてムービー画像表示を行う場合、間引き処理が重要になる。この場合、全画素の情報から輝度信号の高域成分YHを画素に対応して生成した後に間引き処理が行われると、多大な時間を要してしまう。
【0008】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、簡単な構成でラインの間引き処理を行っても偽色の発生を抑え、かつ動画再生にも対応した信号処理を行うことのできる信号処理装置および信号処理方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、分光感度特性の異なる第1、第2および第3の色の色フィルタがベイヤパターンに配され、各色フィルタに対応して配されている画素から供給される信号に対するデータを用いて静止画モードとムービーモードに応じた信号処理を行って表示データを生成する信号処理装置であって、データが水平方向に並ぶラインのサンプリングにおける偶数ラインと奇数ラインを一組とし、複数の水平ライン毎にサンプリングを行うタイミング信号を生成し、出力するタイミング信号生成手段と、このタイミング信号に応じてデータが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行う第1のサンプリング手段と、この第1のサンプリング手段で得られたラインを用いてラインを合成するとともに、この第1のサンプリング手段によって間引いたライン間の一ラインを生成するライン生成手段と、このライン生成手段から出力されたこれらのデータに基づいて得られた輝度信号および色信号に対して画質の補正を施す信号処理手段と、ライン生成手段で得られたデータに基づいてこのデータを評価するとともに、評価結果に応じてタイミング信号生成手段および信号処理手段を制御するデータ評価制御手段と、静止画モードとムービーモードに応じてデータ評価制御手段を介してタイミング生成手段を制御するモード対応制御手段とを含むことを特徴とする。
【0010】
ここで、タイミング信号生成手段は、偶数ラインと奇数ラインの一組として隣接したラインのサンプリング、かつこの一組のラインを単位に複数の水平ライン毎に隔てた二組のラインの中で対向する偶数ラインと奇数ラインのサンプリングを行う第1のタイミング信号を生成するライン隣接間引き信号生成手段と、偶数ラインと奇数ラインのサンプリング関係を保つとともに、偶数ラインと奇数ラインが複数の水平ラインで隔てたサンプリングを異なるタイミングで2回行う第2のタイミング信号を生成するライン分離間引き信号生成手段とを含むことが好ましい。これにより、ライン隣接間引き信号生成手段で2ラインずつ所定の間隔毎にサンプリングするタイミング信号と所定の間隔を隔てた対向するラインのサンプリングのタイミング信号の2種類のタイミング信号が生成される。また、ライン分離間引き信号生成手段では、垂直方向に水平ラインが所定の間隔に隔てられた1ラインずつ2回異なるタイミングでサンプリングするタイミング信号が生成される。
【0011】
ライン生成手段は、ライン隣接間引き信号生成手段の出力を用いて第1のサンプリング手段で得られた隣接した2ラインから1ラインを合成生成するライン隣接合成手段と、第1のサンプリング手段で得られた隣接した2ラインを二組用いて、これらのラインの偶数ラインと奇数ラインを一組とするサンプリングを行う第2のサンプリング手段からそれぞれ得られたラインのデータを用いて間引いたライン間の一ラインを補間生成するライン補間生成手段とを含むことが望ましい。これにより、生成されたラインにおける偽色の発生を抑制された画像が生成される。
【0012】
また、ライン生成手段は、第1のタイミング信号に応動して第1のサンプリング手段で得られた偶数ラインと奇数ラインの位置が分離した位置関係にあるラインで一組のラインを構成し、かつこの一組のラインのいずれか一方のラインをこの一組のラインから合成生成するライン分離合成手段を含むことが好ましい。これにより、生成されたラインにおける垂直解像度の低下を抑制された画像が生成される。
【0013】
データ評価制御手段は、ライン生成手段で得られたデータを用いて色成分のレベルを検出する色成分検出手段と、この色成分検出手段の検出出力を色成分の評価基準とする色成分閾値と比較し、判定する色成分比較判定手段と、ライン生成手段で得られたデータを用いて生成した画像のエッジ成分を検出するエッジ成分検出手段と、このエッジ成分検出手段の検出出力をエッジ成分の評価基準とするエッジ成分閾値と比較し、判定するエッジ成分比較判定手段と、ライン生成手段で得られたデータを用いてデータに含まれる周波数成分のレベルを検出する周波数成分検出手段と、この周波数成分検出手段の検出出力を周波数成分の評価基準とするレベル閾値と比較し、判定する周波数成分比較判定手段と、色成分比較判定手段、エッジ成分比較判定手段および周波数成分比較判定手段の判定結果を基に総合的に判断してタイミング信号生成手段の信号生成および得られたデータに対する信号処理手段の信号処理を制御する信号制御手段とを含むと有利である。これにより、間引きを受けた画像がどのような特徴を含んでいるか判るので、この特徴を考慮した対応を施すことができる。
【0014】
タイミング信号生成手段は、ムービーモードにてライン隣接間引き信号生成手段とライン分離間引き信号生成手段とを少なくとも、一つおきに供給される垂直ブランキング信号を切換制御信号として用いて切り換える動作切換手段を含み、この動作切換手段は、データ評価制御手段の評価結果により選ばれたライン隣接間引き信号生成手段とライン分離間引き信号生成手段のいずれか一方のタイミング信号を所定の期間中、固定的に出力させ、所定の期間後にデータ評価制御手段の評価を繰り返すことが好ましい。これにより、被写界に適したタイミング信号で信号処理が行われることになる。
【0015】
本発明の信号処理装置は、第1のサンプリング手段がタイミング信号生成手段からの出力に応じてサンプリングを行って、この際に得られたラインを用いてライン生成手段でライン合成を行うとともに、間引いたライン間の一ラインを生成して垂直方向にライン間引きされた画像を生成する。この画像は、静止画モードの際にデータ評価制御手段でこの画像のデータの評価およびその評価結果に応じてタイミング信号生成手段および信号処理を施す信号処理手段を制御することにより、画像に発生する偽色の抑制や垂直解像度を低下させない信号処理が行われる。
【0016】
また、本発明は分光感度特性の異なる第1、第2および第3の色の色フィルタがベイヤパターンに配され、各色フィルタに対応して配されている画素から供給される信号に対するデータを用いて静止画モードとムービーモードに応じた信号処理を行って表示データを生成する信号処理方法であって、静止画モードとムービーモードに応じた制御を選択するモード対応選択工程と、データが水平方向に並ぶラインのサンプリングにおける偶数ラインと奇数ラインを一組とし、データが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行うタイミング信号を生成するタイミング信号生成工程と、このタイミング信号生成工程で得られたタイミング信号に応じてデータが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行う第1の工程と、この第1の工程で得られたラインを用いてラインを合成するとともに、タイミング信号生成工程によって間引いたライン間の一ラインを生成するライン生成工程と、このライン生成手段から出力されたこれらのデータに基づいて得られた輝度信号および色信号に対して画質の補正を施す信号処理工程と、ライン生成工程で得られたデータに基づいてこのデータを評価するとともに、評価結果に応じてタイミング信号生成工程で用いるタイミング信号の選択および信号処理工程における信号処理を制御するデータ評価制御工程とを含むことを特徴とする。
【0017】
ここで、タイミング信号生成工程は、偶数ラインと奇数ラインの一組として隣接したラインのサンプリング、かつこの一組のラインを単位に複数の水平ライン毎に隔てた二組のラインの中で対向する偶数ラインと奇数ラインのサンプリングを行うタイミング信号を生成するライン隣接間引き信号生成工程と、偶数ラインと奇数ラインのサンプリング関係を保つとともに、偶数ラインと奇数ラインが複数の水平ラインで隔てたサンプリングを異なるタイミングで2回行うタイミング信号の生成を行うライン分離間引き信号生成工程のいずれか一方の工程を動作させることが好ましい。
【0018】
ライン生成工程は、タイミング信号生成工程で得られたタイミング信号に応じて前記データが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行う第1の工程で得られた隣接した2ラインから1ラインを合成生成するライン隣接合成工程と、第1の工程で得られた隣接した2ラインを二組用いて、これらのラインの偶数ラインと奇数ラインを一組とするサンプリングを行う第2の工程と、この第2の工程から得られたラインのデータを用いて間引いたライン間の一ラインを補間生成するライン補間生成工程とを含むことが望ましい。
【0019】
また、ライン生成工程は、タイミング信号生成工程で得られたタイミング信号に応じて前記データが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行う第1の工程で得られた偶数ラインと奇数ラインの位置が分離した位置関係にあるラインで一組のラインを構成し、かつこの一組のラインのいずれか一方のラインをこの一組のラインから合成生成するライン分離合成工程を含むことが望ましい。
【0020】
データ評価制御工程は、静止画モードにてライン生成手段で得られたデータを用いて色成分のレベルを検出する色成分検出工程と、この色成分検出工程の検出出力を色成分の評価基準とする色成分閾値と比較し、判定する色成分比較判定工程と、ライン生成工程で得られたデータを用いて生成した画像のエッジ成分を検出するエッジ成分検出工程と、このエッジ成分検出工程の検出出力をエッジ成分の評価基準とするエッジ成分閾値と比較し、判定するエッジ成分比較判定工程と、ライン生成工程で得られたデータを用いてデータに含まれる周波数成分のレベルを検出する周波数成分検出工程と、この周波数成分検出工程の検出出力を周波数成分の評価基準とするレベル閾値と比較し、判定する周波数成分比較判定工程と、色成分比較判定工程、エッジ成分比較判定工程および周波数成分比較判定工程の判定結果を基に総合的に判断してタイミング信号生成工程の信号生成および得られたデータに対する信号処理を制御する信号生成制御工程とを含むことが有利である。
【0021】
タイミング信号生成工程は、ムービーモードにて所定の期間毎にライン隣接間引き信号生成工程またはライン分離間引き信号生成工程を行う前に、ライン隣接間引き信号生成工程またはライン分離間引き信号生成工程を少なくとも、一つおきに供給される垂直ブランキング信号を切換制御信号としても用いて切り換える動作切換工程を含み、データ評価制御工程により得られた間引きに対する評価結果から間引きを動作切換工程を経て固定的に所定の期間継続させた後に、ライン隣接間引き信号生成工程またはライン分離間引き信号生成工程を交互に切り換えてデータ評価制御を行う操作を繰り返すことが好ましい。これにより、ムービーモードでも画像の特性を考慮に入れたタイミング信号でラインを間引いた画像を表示させることができる。
【0022】
ライン生成工程は、ベイヤパターンに対応する複数のライン分の画素に対して水平方向に複数の画素を一のブロックとして扱うとともに、このブロックの各画素から供給されるデータを画素位置毎に対応させてサンプリングするブロックサンプリング工程と、このブロックサンプリング工程で得られた複数の画素のデータを用いてこの各ブロックにおける第1、第2および第3の色の画素値を算出する画素値算出工程と、この画素値算出工程での算出された画素値で輝度信号および色差信号または三原色信号を表示データとして生成する表示データ生成工程とを含み、ブロックサンプリング工程は、データの水平方向におけるサンプリングタイミングのタイミング信号を生成する水平タイミング制御工程からのタイミング信号に基づいてデータの水平サンプリングを行うとともに、第1、第2および第3の色を少なくとも1つずつブロックに含む条件を満たす分割を水平方向に行うブロック分割工程と、このブロック分割工程で分割されたブロックを1つおきに水平方向に間引くブロック間引き工程と、このブロック間引き工程で間引いたブロック中で左右両端に位置する列方向に並ぶ画素とそれぞれ側方に隣接するブロックの画素が条件を満たして新たなブロックを形成する再ブロック化工程と、この再ブロック化工程のブロックを間引き位置のブロックに対応させて各ブロックから順にデータを取り出すブロックデータ抽出工程とを含むことが好ましい。この処理により、画素を間引いても偽色の発生を抑えて水平ラインを生成することができる。
【0023】
本発明の信号処理方法は、静止画モードとムービーモードの選択による制御が選択された後、偶数ラインと奇数ラインを一組とし、このライン関係を保ちながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行うこと、すなわちライン間引きを行うタイミング信号を生成する。タイミング信号によってサンプリングして得られたラインは、当然、偶数ラインと奇数ラインの関係にあってこれらのラインから一つのラインを合成するとともに、間引いたライン間の一ラインをこれらのラインから生成する。このようにして得られたデータに基づいてデータの評価および評価結果に応じてタイミング信号の選択および施す信号処理を制御することにより、画像に発生する偽色の抑制や垂直解像度を低下させない信号処理が行われる。
【0024】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による信号処理装置およびその信号処理方法の一実施例を詳細に説明する。
【0025】
本発明は、垂直方向に複数のライン間引きを行いながら、残るラインとこの残るラインを用いて最適な補間処理により得られたラインで画像を生成する信号処理を行って偽色の発生抑制や垂直解像度の低下防止を行うことに特徴がある。本実施例は、本発明を電子スチルカメラに適用した場合について図1〜図14を参照しながら説明する。
【0026】
電子スチルカメラ10は、図1に示すようにカメラ本体部11と、メモリカード部20とを備え、両者はコネクタ30を介して一体的に接続されている。カメラ本体部11は光学系11a 、色フィルタアレイ11b 、CCD イメ−ジセンサ11c 、前処理部11d 、A/D 変換部11e 、信号処理部12、データ圧縮部11f 、入出力インターフェース部11g 、データ入力部11h 、表示部11i およびシステム制御部13を含み、メモリカード部20は入出力インターフェース部21およびメモリカード22を含んでいる。
【0027】
光学系11a は、撮影レンズ110a、絞り(図示せず)等を含んでいる。色フィルタアレイ11b は、前述したように単板式である。この単板式の色フィルタアレイの配置は、三原色をR,G,B で説明する。本実施例において電子スチルカメラ10は、色フィルタアレイの配置に基本的なベイヤパターンを用いている。
【0028】
このパターンを適用した場合を説明する。この色フィルタアレイ11b がCCD イメ−ジセンサ11c の撮像面の直前に配設されている。
【0029】
CCD イメージセンサ11c は、色フィルタアレイ11b の要素に対応したCCD イメージセンサ11c のセルが画素としてアレイ状に配置されている。このセルに被写界からの入射光が結像した際にこのセルでは入射光を光電変換している。信号読出しは、信号処理部12の信号処理が効率よく行えるように2ライン同時読出しあるいはライン間隔を開けながら偶数番目のラインと奇数番目のラインを一ラインずつ読み出す方法で行うことが好ましい。この読出し方法は、システム制御部13の制御に応じて動作するように駆動信号生成部14からCCD イメージセンサ11c に駆動信号が供給され、この駆動信号に応じてCCD イメージセンサ11c が撮像信号を出力させることで行うようにしてもよい。
【0030】
前処理部11d は、供給される信号を所定のレベルに増幅処理し、A/D 変換部11e に出力する。A/D 変化部11e は、この前処理部11d から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換している。
【0031】
信号処理部12は、スチル用信号処理(すなわち、スチルモード)とムービー用信号処理(すなわち、ムービーモード)に応じて内蔵する各種の信号処理部で信号処理を行う。スチル用信号処理は、特に解像度重視の静止画を表示させる際に施す信号処理等が行われる。また、ムービー用信号処理は、動的に表示させながら、見やすい画像が得られるように信号処理等を行っている。これらのモードは、システム制御部13からの制御によってそれぞれに対応した動作が行われる。
【0032】
信号処理部12には、図2に示すように、タイミング信号生成部12a 、ラインデータサンプリング部12b 、ライン生成部12c 、データ評価制御部12d 、画像処理部12e および切換スイッチSW1 が備えられている。さらに図2の信号処理部12の構成について図3〜図6を参照しながら順に説明する。
【0033】
タイミング信号生成部12a には、画像における垂直方向のタイミング信号を生成する垂直選択信号部12V と画像における水平方向のタイミング信号を生成する水平選択信号生成部12H が含まれている。垂直選択信号部12V は、ライン隣接信号生成部120aおよびライン選択信号生成部122aを含んでいる。ライン隣接信号生成部120aは、データを2ラインずつ同時読出しを行いながら、たとえば、同時ライン読出しを3回停止させるタイミング信号を生成する。また、ライン隣接信号生成部120aは、このタイミング信号で読み出した同時ラインの垂直方向に対向する1ラインずつを読み出し、読み出したラインを合成して新たな同時ラインを形成するタイミング信号を生成する。
【0034】
また、ライン選択信号生成部122aは、データを1ライン読出しを行い、偶数個のラインが隔てた1ラインを次のラインとして読み出すタイミング信号を生成する。読出しに伴って開けられるライン数の関係、すなわち偶数個という関係が保たれるならば、この開けられるライン数(すなわち、間引きライン)は任意で構わない。この1ラインずつ2ライン読み出して、三原色RGB がすべて含まれる2ラインが生成される。効率的なライン読出しを行うという観点から、上述した次のラインは、さらに次のラインと対をなす一方のラインとして用いる。
【0035】
タイミング信号生成部12a では、一旦読み出したラインを再び読み出す処理が行われることから、供給されるデータは、非破壊型のメモリに格納されることが好ましい。間引きライン数は、図示しないが、システム制御部13を介して各部に予め設定できるようにしておいてもよい。図4のタイミング信号生成部12a からラインデータサンプリング部12b に供給される2種類の信号が垂直タイミング信号Tvである。
【0036】
そして、タイミング信号生成部12a は、これら垂直タイミング信号Tvだけでなく、水平選択信号生成部12H で水平タイミング信号Thも生成している。水平選択信号生成部12H は、2ラインを2画素ずつ、計4画素を一単位にブロックに分割するタイミング信号と、1ブロックおきにブロックを間引くタイミング信号と、間引いたブロックに隣接する2行一列のデータを用いて新たなブロックを生成するタイミング信号と、各ブロック内の画素に対応するデータを抽出するタイミング信号とを生成する。図4や図5では、これらのタイミング信号をまとめて水平タイミング信号Thで表す。このようにタイミング信号生成部12a は、複数種類のタイミングの信号を生成している。
【0037】
また、ライン隣接信号生成部120aとライン選択信号生成部122aは、供給されるデータ評価制御信号のレベルによりいずれかが選択される機能も有している。ライン隣接信号生成部120aとライン選択信号生成部122aは、システム制御部13からの垂直選択信号Vsで動作が制御され、水平選択信号生成部12H は、システム制御部13からの水平選択信号Hsで動作が制御される。
【0038】
ラインデータサンプリング部12b には、図4に示すように、ラインサンプリング部120bおよび合成ラインサンプリング部122bが備えられている。ラインサンプリング部120bは、2ライン同時読出しに対応できるように各ライン毎にサンプルホールド回路あるいはラインメモリが2個設けられている。ライン選択信号生成部122aから1ラインだけサンプリングするタイミング信号が供給される場合、一方のサンプルホールド回路あるいはラインメモリを動作させればよい。この2ライン同時読出しにより得られたデータは、そのままライン生成部12c の水平画素処理部120cに供給される。
【0039】
合成ラインサンプリング部122bも2ライン形成を行うため、各ライン毎にサンプルホールド回路あるいはラインメモリが2個設けられている。合成ラインサンプリング部122bは、2ライン同時読出しの2組が形成する4ラインの内の内側2ラインを新たな合成ラインとしてライン隣接信号生成部120aからのタイミング信号で読み出す。また、ラインサンプリング部120bおよび合成ラインサンプリング部122bにライン選択信号生成部122aからのタイミング信号が供給される場合、たとえばラインサンプリング部120bには、供給される最初の一方の一ライン分のデータを垂直タイミング信号により格納する。次の垂直タイミング信号が供給されたとき、ラインサンプリング部120bは合成ラインサンプリング部122bに出力する。このとき、合成ラインサンプリング部122bには他方の一ライン分のデータが供給される。この2ライン分のデータを同時に取り込むことによって、ライン間隔が離れた位置のライン同士を2ライン同時読出しの1組と同等の関係にあるデータにすることができる。このようにして合成ラインが形成され、水平画素処理部120cにこの合成ラインが供給される。
【0040】
ライン生成部12c には、図4に示すように、水平画素処理部120c、YC変換部122cおよび出力形式選択部124cが備えられている。水平画素処理部120cは、図5に示すように、ブロック分割部12A 、ブロック間引き部12B 、データ抽出部12C 、ブロック生成部12D 、ブロック対応抽出部12E および代表値算出部12F が備えられている。これらの各部はシステム制御部13から供給される制御信号13A により動作が制御されている。
【0041】
本実施例における基本的なベイヤパターンに対する信号処理の場合、ブロック分割部12A は、たとえば2ライン分の画素を水平方向に2画素単位毎にブロックとみなして扱えるように処理を行う。したがって、本実施例は1ブロックを計4画素で構成する。ブロック分割部12A は、たとえばカウンタで水平方向に区切ってブロック番号を付して2ライン分の画素データをブロック的にメモリ管理する。また、4画素をひとまとめに扱う複数のFIFO(First-In First-Out )メモリで単に分割処理をして出力するように構成してもよい。この分割により、後段で述べるようにブロック毎の処理が容易化することができる。また、間引き処理は、水平方向の画素に着目して間引きを行うと、2画素を出力し次の2画素は出力しないという処理を繰り返すように、カウンタと各画素に対する選択スイッチで切り換えることによって行ってもよい。
【0042】
ブロック間引き部12B は、分割されたブロックを水平方向に一つおきにデータ抽出部12C へのブロックデータの供給を停止させてブロック選択を行っている。すなわち、ブロック間引き部12B は、ブロック毎の選択スイッチである。ブロック間引き部12B は、システム制御部13A からの制御信号13A がレベル"L" で動作を可能にし、供給される水平タイミング信号Thのタイミングで動作させている。
【0043】
データ抽出部12C は、ブロック内の各画素位置に対応して信号を取り出す。各画素位置とは、ブロックの位置P00, P01, P10, P11という4つの位置に対応してサンプリングを行う。添字の数字は、行列の要素と同様にそれぞれの位置を示す。このため、図示しないがデータ抽出部12C は、サンプルホールド回路を4つ有している。画素位置を固定してサンプリングすることにより、隣接するブロックの同じ画素位置のサンプリングには、1つおきにサンプリングすることになるので(たとえば、G00, G02, G04,・・・ )、従来の各画素を一つひとつサンプリングする場合(たとえば、G00, R01, G02, R03,・・・)に比べてサンプリング周波数を半分の周波数で済ませることができる。サンプリングしたデータは、表示データを生成する代表値算出部12F に供給される。なお、データ抽出部12C の抽出タイミングでブロックの間引き機能と同じ処理ができればブロック間引き部12B を省略してもよい。当然、データ抽出部12C は、このときの出力をブロック生成部12D に供給しなければならない。データ抽出部12C の動作タイミングは、前述したブロック間引き部12B の場合と同じになる。
【0044】
ブロック生成部12D は、間引き処理によって残ったブロックの画素を用いて間びいたブロックとは異なる新たなブロックを生成する。基本的に生成するブロックの構成要素は、残ったブロックと同じ構成で、計4画素である。この新たに生成されるブロックは、間引いたブロックを挟んで、たとえばブロック(P00, P01, P10, P11)とブロック(P04, P05, P14, P15)の2つ残したブロックから生成する。生成されるブロックは、残したブロックの各画素位置を用いて表すと、要素が(P01, P04, P11, P14)で構成される。すなわち、たとえば間引いて残したブロックBL1, BL3から
【0045】
【表1】
に示すようにこれらのブロック間の位置に対応するブロックBL2 を生成する。
【0046】
このように構成要素を選択して取り出す必要があることから、ブロック生成部12D には、図示しないが各ブロックを一旦格納するメモリとブロックを水平方向に隣接させて並べて列方向に2画素を一度に間引く選択を行う選択部が備えられる。このメモリには2ブロックの格納によって形式的に2行4列の要素が含まれていることになる。選択部は、これらの要素の内、両端側に位置する2行1列をそれぞれ間引く。換言すると、中央に位置する2行2列分の要素だけを抽出すると言える。ブロック生成部12D は、この生成したブロックのデータをブロック対応抽出部12E に出力する。
【0047】
ブロック対応抽出部12E は、画素位置を重視しながら画素データを抽出する。このとき、ブロック対応抽出部12E は、この新たに生成されたブロックに対するデータ抽出を行う。この場合、サンプルホールド回路は、たとえば生成した画素数と同じく4つ設けてデータ抽出を行うことになる。データ抽出のタイミングは、図示しないがデータ抽出部12C のブロックにおけるサンプリングタイミングに対して3/4 周期だけブロック対応抽出部12E のブロックにおけるサンプリングタイミングがずれた関係になっている。
【0048】
代表値算出部12F は、ブロック内の任意に一つの画素をブロックの代表画素として規定し、この規定に基づいてこの画素のRGB の画素値を算出する。この算出を行うため、代表値算出部12F は、少なくとも加算器および1/2 を係数に乗算する乗算器あるいは加算器および除算器からなる演算回路で構成される。代表値算出部12F は、ブロック分割して残ったブロックに対する演算も新たに生成されたブロックに対する演算も同じ代表値を算出する演算方法を用いる。ただし、入力される代表値の位置が異なることになる。この演算回路を用いた演算は後段で詳述する。ここで得られたRGB の値は出力形式選択部124cおよびYC変換部122cに供給される。
【0049】
図4に示すYC変換部122cは、輝度信号Y と色差信号Cb, Crを算出する。この算出には、図示しないがRGB に対する3つの係数が格納された乗算部とこれら乗算結果を加算する加算器がある。RGB に対する3つの係数が格納された乗算部の結果を加算して輝度信号Y が生成される。また、色差信号Cb, Crは、それぞれ算出用に加算器を一つずつ備える。色差信号Cbの場合、加算器は、一方の側から代表値算出部12F で算出されたB の画素値を加算入力し、他方の側から上述したように算出された輝度信号Y を減算入力し、その出力を求める。同様に色差信号Crも算出する。
【0050】
このように代表値算出部12F およびYC変換部122cを備えていることによってRGB 出力とYC出力に対応できる。しかしながら、図1の表示部11i には、いずれか一方の出力形式で表示させることになる。したがって、ユーザがデータ入力部11h を介してシステム制御部13にどのような表示をさせるかモード等の設定が行われる。システム制御部13は、このユーザの意向を反映した制御信号を出力選択部124cに供給する。図4の出力選択部124cは、システム制御部13の制御によって所望の出力形式を選択して出力する。出力選択部124cは、代表値算出部12F だけしか配設されていないとき当然不要になる。YC変換の処理には代表値算出部12F およびYC変換部122cが必要だからである。
【0051】
データ評価制御部12d には、図6に示すように、エッジ検出部120d、帯域指示部122d、輝度信号積算部124d、色信号積算部126dおよび比較制御部128dが備えられている。さらに各部を説明する。
【0052】
エッジ検出部120dには、フィルタバンク部、ラインメモリ、乗算器および加算器が備えられている。具体的な構成を図7に示し、後段で説明する。帯域指示部122dは、図示しないがたとえば、露出等によって得られたデータから画像の種類がデータとして供給される。画像の種類とは、たとえば順光、過順光等の撮像状況を表すような情報である。この情報が供給されたとき、帯域指示部122dは、情報に応じた帯域指示信号をエッジ検出部120dに出力している。
【0053】
ここで、エッジ検出部120dの構成について説明する。エッジ検出部120dは、帯域指示部122dからの帯域指示信号に応じた輝度信号データだけを通過させるようにフィルタバンク部1200がある(図7(a), (b)を参照)。フィルタバンク部1200には、信号の通過帯域の異なる複数種類のディジタルフィルタが設けられている。これにより、ある特定の周波数範囲の成分だけについて以後の信号処理が行われることになる。
【0054】
また、画像の垂直方向に対して行うと効果的であるから、エッジ検出処理にはラインメモリが用いられる。エッジ検出を単に2ラインで行う場合とより広い範囲にわたって行う3ラインで行う場合を例示する。ライン数の違いによってエッジ検出の構成がそれぞれ図7(a), (b)に示すようになる。すなわち、フィルタバンク部1200を経たデータが図7(a),(b) ではラインメモリ1202と加算器1204の一端側に加算供給されている。図7(a) ではラインメモリ1202を介して1ライン分遅延させられたデータyn-1が加算器1204の他端側に減算供給される。これにより、加算器1204の出力、すなわち検出データe(n)は、yn-yn-1 となる。
【0055】
また、図7(b) では、上述した図7(a) の構成の他に乗算器1208および加算器1210が用いられている。ラインメモリ1202は、1ライン分遅延させられたデータをラインメモリ1206および加算器1204の他端側に供給する。加算器1204の他端側には加算入力する。ここで、ラインメモリ1202の出力をynとすると、ラインメモリ1206の出力とフィルタバンク部1200からの出力は、それぞれ2ライン分遅延させられたyn+1, 全く遅延を受けていないyn-1という関係にある。加算器1204は、それぞれ供給されるデータを加算し、係数1/2 の乗算器1208に出力する。乗算器1208は、乗算結果を加算器1210の一端側に減算入力する。また、加算器1210の他端側には、ラインメモリ1206からの出力が加算入力される。このようにデータが各端部に供給されることにより、加算器1210の出力、すなわち検出データe(n)は、yn-(yn-1+yn+1)/2となる。このようにして得られたエッジ検出のデータが、図6の輝度信号積算部124dに供給される。
【0056】
輝度信号積算部124dには、絶対値変換部1212および積算部1214が備えられている。絶対値変換部1212は、供給されたエッジ検出のデータに対してこのデータが正の値となるように絶対値をとる変換を行う。絶対値変換されたデータは積算部1214に供給される。積算部1214は、単に供給されるデータを積算して比較制御部128dに出力する。積算部1214の積算は、画像全体のライン検出が終了するまで繰り返される。このような処理は、輝度信号積算部124dだけでなく、色信号積算部126dでも同様に行われる。色信号積算部126dは、色差信号(R-Y), (B-Y)のデータに対してそれぞれ絶対値変換部1216, 1220と積算部1218, 1222を含んでいる。色信号積算部126dも画像全体に対して色差信号(R-Y), (B-Y)のデータを積算して比較制御部128dに出力する。
【0057】
比較制御部128dには、スレッショルドレベル格納部1224、比較部1226, 1228, 1230、評価制御部1232が備えられている。スレッショルドレベル格納部1224には、輝度信号Y のデータ、および色差信号(R-Y), (B-Y)のデータに対するスレッショルドレベルが記憶されている。比較制御部128dは、図6に図示していないが図4に示すように、システム制御部13により制御されている。この制御によりスレッショルドレベル格納部1224は、比較部1226, 1228, および1230にそれぞれ画像に対する適切なスレッショルドレベルを供給している。比較部1226, 1228, および1230は、スレッショルドレベルと対応する積算されデータとのレベル比較を行う。比較部1226, 1228, および1230は、比較結果を評価制御部1232に供給する。この供給は、評価制御部1232にエッジ検出部120d、輝度信号積算部124dおよび色信号積算部126dで検出された周波数成分、エッジ検出成分および色信号成分の情報が比較部1226, 1228, および1230にそれぞれ供給されていることを意味している。
【0058】
評価制御部1232は、各比較部1226, 1228, および1230からの比較結果に基づいて間引きして得られた画像の評価を行い、評価結果に応じて各種の制御信号を出力する。評価については動作で詳述する。評価制御部1232は、各種の制御信号としてデータ評価制御信号、およびアパーチャ制御信号等を出力するとともに、評価データをシステム制御部13に出力する。このように評価データを供給することにより、システム制御部13が各部を制御するようにしてもよい。
【0059】
また、図4の画像処理部12e には、たとえば図8に示すようにアパーチャ調整部120eおよび色ゲイン制御部122eが備えられている。アパーチャ調整部120eは、輝度信号(Y) のデータに対してデータ評価制御部12d からの制御信号に応じて信号調整の一つであるアパーチャー補正により、たとえば、輪郭強調やコアリング等の効果が得られるように補正をかける。また、色ゲイン制御部122eもデータ評価制御部12d からの制御信号に応じて色信号(C) のレベルを調整してたとえば彩度の向上等を図っている。
【0060】
システム制御部13は、具体的に図示しないが電子スチルタメラ10を制御するシステムコントローラ、タイミング信号発生部およびアドレス制御部等を含んでいる。システム制御部13は、図1に示すように、CCD イメージセンサ部11c 、前置処理部11d 、A/D 変換部11e 、信号処理部12およびデータ圧縮部11f を制御している。特に、信号処理部12では、図2のタイミング信号生成部12a や切換スイッチSW1 を制御している。
【0061】
駆動信号生成部14は、システム制御部13からの駆動制御信号に応じてCCD イメージ部11c の撮像および信号の読出しといった駆動タイミングを供給している。表示モードおよび記録モードにおけるデータ間引き処理において、この駆動信号生成部14とタイミング信号生成部12a の両方の役割を適切に分けて動作させると、処理の効率を向上させながら、装置の構成を簡素化することができる。
【0062】
データ入力部11h は、ユーザの操作するモード選択、シャッタ・レリーズボタン(いずれも図示せず)等の設定や押圧指示の情報をモード選択信号11m としてシステム制御部13に送っている。ユーザの操作するモードには、スチル撮影、ムービー撮影、RGB 出力およびYC出力等があって、これらのモードの中から所望のモードを電子スチルカメラ10に対して選択的に行えるようにしている。
【0063】
また、電子スチルカメラ10は、記録モードで使用する本体部11の構成を簡単に説明する。データ圧縮部11f は、信号処理部12から供給される輝度データY, 色差データ(B-Y), (R-Y)のビット数を低減する圧縮処理を行っている。データ圧縮方法には、たとえばハフマン符号化や差分PCM 等を用いている。これによりデータ圧縮部11f は、データ量を抑える処理を施して入出力インターフェース部11g に出力する。
【0064】
メモリカード部20には、コネクタ30、入出力インターフェース部21を介してメモリカード22にデータが供給される。逆に、メモリカード22に格納しているデータの読出しは、入出力インターフェース部21、コネクタ30を介してカメラ本体11に供給する順で行われる。
【0065】
また、前述したデータ評価制御部12d の構成をより簡単なものにする変形例の構成について図9を参照しながら説明する。垂直方向に間引き処理を行う場合、輝度データを垂直方向に見たときに輪郭の境界に偽色が発生しやすい。このことを考慮すると、データ評価制御部12d は、エッジ検出部120d、絶対値変換部1212, 1216、スレッショルドレベル格納部1224、比較部1226、積算制御部1234、積算部1218および評価制御部1232で済ますことができる。この構成は、積算制御部1234以外、前述のデータ評価制御部12d の構成要素を抽出して用いている。積算制御部1234は、エッジ成分がスレッショルド値よりも大きい部分、すなわちその画像領域だけに対して色差信号の積算を行う制御信号を積算部1218に出力する。
【0066】
この場合、色差信号は、輝度信号Y の半分に間引いて(R-Y)/(B-Y) を点順次で供給される。このため、色差信号に対する処理構成が図6の構成に比べて半分に削減することができる。
【0067】
次に電子スチルカメラ10の動作について説明する。色フィルタアレイ11b がCCD イメージセンサ11c の各画素であるセルに対応して前面に配されている。色フィルタアレイ11b には、基本的なベイヤパターンが適用されている(図10(a) や図12(a) を参照)。図10の左端に書かれた数字は、色フィルタアレイ11b のライン番号を示している。また、セルに対応した位置は、行列表現を用いて各色R, G, B の添字の数字で表している。
【0068】
CCD イメージセンサ11c から読み出したデータに対して、信号処理部12は、ラインの間引き処理を行う。すなわち、CCD イメージセンサ11c は、通常の通りラインを間引くことなく撮像信号をすべて出力している。このラインの間引き処理には、隣接した2ラインをライン毎に読み出しながら、垂直方向にラインを間引くライン隣接読出しで得られたデータを用いるライン隣接間引き処理と、所定の関係を保ってサンプリングされたラインを用いて垂直方向にラインを間引くライン選択間引き処理がある。ここで、所定の関係とは、三原色R, G, B の内、一方のサンプリングしたラインが含む色と異なる色を含むラインを次のラインとして選択する関係である。この2ラインによって三原色R, G, B が揃うことになる。
【0069】
まず、ライン隣接間引き処理について説明する。システム制御部13の制御によって信号処理部12内のタイミング信号生成部12a が動作する。また、タイミング信号生成部12a は、データ評価制御部12d からのデータ評価制御信号によっても制御されている。タイミング信号生成部12a は、図2に示すように、システム制御部13からの垂直選択信号Vsと水平選択信号Hsによって出力するタイミング信号を選択される。垂直選択信号生成部12V は、ライン隣接間引き処理とライン選択間引き処理に対応した垂直タイミング信号がライン隣接信号生成部120aとライン選択信号生成部122aがそれぞれ出力される。ライン隣接信号生成部120aとライン選択信号生成部122aは、データ評価制御信号のレベルでいずれか一方が選択される。たとえば、データ評価制御信号は、レベル"H" でライン隣接信号生成部120a、レベル"L" でライン選択信号生成部122aをイネーブルにする。タイミング信号生成部12a は、垂直タイミング信号Tvと水平タイミング信号Thをそれぞれ図4のラインデータサンプリング部12b とライン生成部12c に出力する。
【0070】
ラインデータサンプリング部12b は、入力データをシステム制御部13の制御に応じてラインサンプリング部120bに供給される垂直タイミング信号V1でラインをサンプリングする。このとき、ラインサンプリング部120bには、2ラインを同時読出し的にサンプリングするように垂直タイミング信号V1が供給されている。この垂直タイミング信号V1に応じてサンプリングすると、図10(a) の場合、一点鎖線40で囲まれた領域、すなわちライン0, 1, 8, 9がサンプリングされる。これらのラインは、ライン0, 1, 8, 9が示すように、隣接した2ラインずつサンプリングされている。
【0071】
このサンプリングしたデータは、合成ラインサンプリング部122bおよび水平画素処理部120cに供給される。合成ラインサンプリング部122bは、供給される垂直タイミング信号V2により、2ライン同時的なサンプリングをして得られたデータの内、一方のラインを選択する。この選択により、次に得られる2ラインの内、選択される、もう一方のラインが前述した所定の関係によって決まる。合成ラインサンプリング部122bは、垂直タイミング信号V2によりこのように読み出したラインから新たな2ラインを合成する。図10(a) の一点鎖線42で囲まれたラインが合成ラインのライン要素である。ラインサンプリング部120bでは、このようなラインのサンプリングにより隣接ラインの組を得て、さらに隣接ラインの組からラインを組み合わせて新たな隣接ラインの組を合成ラインとして求めて水平画素処理部120cに出力する。これにより、破線44で示すライン2 〜7 は間引かれる。この場合、入力データを合成ラインサンプリング部122bに直接的に入力する必要がないので、合成ラインサンプリング部122bは、ラインサンプリング部120bからだけのデータを入力し、直接A/D 変換部11e からのデータ入力を禁止してもよい。
【0072】
水平画素処理部120cには、図10(b) に示すように、2ライン同時読出し的に3組のラインが供給される。一点鎖線で区切られた第1および第3のラインの組は、単に同時読出し的にラインサンプリング部120bで得られたラインを表し、真ん中の第2のラインの組は合成ラインサンプリング部122bで得られたラインを表している。第2のラインの組は間引かれたライン4, 5に相当するデータとして用いる。水平画素処理部120cでは、図10(b) に示すラインからライン0, 4, 8 あるいはライン1, 5, 9 を生成する。ライン0, 4, 8 を生成するとき、代表値の位置を記号P と行列表現を用いて添字の数字で表して、図10(c) に示す位置でのデータ算出が行われる。
【0073】
このデータ算出において最初に、図5のブロック分割部12A でシステム制御部13からの制御信号に応じて供給される2ラインを2画素ずつに分ける。すなわち、ブロックは、計4画素単位で扱われる。この処理を行った後、ブロック単位での間引きがシステム制御部13からの制御信号に応じてブロック間引き部12B で行われる。1ブロック毎に間引きされずに残ったブロックがデータ抽出部12C およびブロック生成部12D に供給される。データ抽出部12C は、供給されるブロック内の画素として得られたデータをシステム制御部13の制御信号に応じて水平タイミングで読み出す。読み出したデータは、代表値算出部12F に供給される。
【0074】
また、ブロック生成部12D では、間引きされずに残ったブロックの画素を用いて間びいたブロックと異なる新たなブロックを生成する。基本的に生成するブロックの構成要素は、残ったブロックと同じ構成で、計4画素である。この新たに生成されるブロックは、間引いたブロックを挟んで、たとえばブロック(P00, P01, P10, P11)とブロック(P04, P05, P14, P15)の2つ残したブロックから生成する。生成されるブロックは、残したブロックの各画素位置を用いて表すと、要素が(P01, P04, P11, P14)で構成される。同様に、要素は(P05, P08, P15, P18)となる。第2および第3の組においても前述した一連の処理を施す。このようにして再ブロック化されたブロック内の要素は、ブロック対応抽出部12E でシステム制御部13の制御信号に応じて水平タイミング信号のタイミングで要素となるデータがサンプリングされる。このようにして得られたデータが、図11(a) に示すように代表値算出部12F に供給される。
【0075】
ここで、図5に示すデータに対する通常の間引き抽出を行うブロック間引き部12B およびデータ抽出部12C の構成と残したデータによる補間抽出を行うブロック生成部12D およびブロック対応抽出部12E の構成とを区別して動作させることができるようにシステム制御部13から供給される制御信号13A をイネーブル信号としてその信号レベルをたとえば、レベル"L" とレベル"H" により動作選択できるようにしている。
【0076】
代表値算出部12F は、演算処理を供給されたブロックに対して行って代表位置における三原色RGB それぞれの値を算出する。たとえば、画素位置P00 の三原色RGB を代表値PR00, PG00, PB00を算出する。この算出は、代表値PR00, PG00, PB00に対する各画素位置での色の画素値の代入および画素値を用いた演算を次に示すように式(1)
【0077】
【数1】
PR00=P01
PG00=(P00+P11)/2 ・・・(1)
PB00=P10
で行う。具体的に式(1) に画素値を入れて演算すると、
【0078】
【数2】
PR00=R01
PG00=(G00+G11)/2 ・・・(2)
PB00=B10
が得られる。PR00, PG00, PB00は、図11(b) のR00, G00, B00 にそれぞれ対応している。このようにして、代表位置P00 だけでなく、間引いて残ったブロックに対する代表値の算出を式(1) と同様の関係から行って、同一ライン上の代表位置P04 での代表値が算出される。
【0079】
また、補間されるブロックにおける代表位置は、P02 とする。代表値PR02, PG02, PB02に対する各画素位置での色の画素値の代入および画素値を用いた演算を式(3)
【0080】
【数3】
PR02=P02
PG02=(P03+P12)/2 ・・・(3)
PB02=P13
で行う。具体的に式(3) に画素値を入れて演算すると、
【0081】
【数4】
PR02=R01
PG02=(G04+G11)/2 ・・・(4)
PB02=B14
が得られる。PR02, PG02, PB02は、図11(b) のR02, G02, B02 にそれぞれ対応している。この場合も代表位置P02 だけでなく、代表位置P06 に対しても同様に演算を施して求める。これらの算出により、ライン0 における画素が、図11(b) に示すように水平方向に色フィルタアレイの画素を見ると、一つおきに三原色RGB の値が得られる。この算出は、ライン8 に対しても同様に行われる。
【0082】
これに対して、新たに生成されたラインをライン4 算出のデータとして用いる場合の算出を簡単に説明する。残したブロックに対する処理は、前述した式(3) の関係を用いて代表位置P40, P44の三原色RGB を求める。すなわち、
【0083】
【数5】
PR40=P51
PG40=(P41+P50)/2 ・・・(5)
PB40=P40
で行う。この位置にある画素データをそのまま式(5) に代入すると、
【0084】
【数6】
PR40=R81
PG40=(G11+G80)/2 ・・・(6)
PB40=B10
が算出される。代表位置P44 も同様の関係により算出される。この補間されたラインにおける水平方向の補間処理は、前述した式(1) の関係を用いて代表位置P42, P46の三原色RGB を算出する。すなわち、
【0085】
【数7】
PR42=P52
PG42=(P42+P53)/2 ・・・(7)
PB42=P43
で行う。この位置にある画素データをそのまま式(5) に代入すると、
【0086】
【数8】
PR42=R81
PG42=(G41+G50)/2 ・・・(8)
PB42=B10
が算出される。代表位置P46 も同様の関係により算出される。このように算出することにより、ライン4 の画素が補間される。このデータ読出しを2ライン同時読出しと同様に行いながら、ライン隣接間引き処理を行う場合、全データを用いて処理する場合に比べてほぼ1/4 のデータ量で処理できることになる。また、2ライン同時読出しにより1ライン生成が行われるとき、補間ラインが生成されることにより、実際に垂直方向の画像は、倍のレートで読み出されたときに得られる画像と同じ関係で得られる。代表値算出部12F で得られたデータ(三原色RGB )は、YC変換部122cおよび出力形式選択部124cに供給される。
【0087】
YC変換部122cは、供給された代表位置におけるRGB データ(代表値)を用いてたとえば、代表位置の輝度信号PY00と色差信号PCr00, PCb00を算出する。この算出は、式(9)
【0088】
【数9】
PY00=0.3*PR00+0.59*PG00+0.11*PB00
Cr00=PR00-PY00 ・・・(9)
Cb00=PB00-PY00
によって得られる。他の画素や他のラインにおいても式(9) の関係を用いてYCのデータを算出する。この算出されたYCデータは、出力形式選択部124cに供給される。
【0089】
出力形式選択部124cは、図3の水平画素処理部120cとYC変換部122cからそれぞれ供給されるデータのいずれか一方をシステム制御部13から供給される制御信号により選択し、選択されたデータを画像処理部12e に出力する。また、このデータを記録に用いる場合に鑑み、図2の切換スイッチSW1 の端子b 側にも供給している。ところで、切換スイッチSW1 の端子a には、間引き処理の何等施されていない生のデータが供給される。切換スイッチSW1 は、システム制御部13からの制御に応じて記録側に供給するデータを選択している。
【0090】
画像処理部12e は、出力形式選択部124cから供給されるデータの中で、特にYCデータに対して画像信号処理を施す。図示しないが、RGB に対しては、何も処理しないでスルーさせている。Y データには、アパーチャ調整部120eで後段で詳述するデータ評価制御部12d からの制御信号に応じて輪郭強調やコアリング等に相当する補償処理が行われる。また、C データには、色ゲイン制御部122eでデータ評価制御部12d からの制御信号に応じて色レベルの調整を行っている。このように画像処理を受けたYCデータが表示部11i に供給される。
【0091】
なお、前述した水平画素処理部120c以降の処理は、用いる画素が異なるものの、処理の手順はライン選択間引き処理と同じ処理手順で処理が施される。
【0092】
次に電子スチルカメラ10のもう一つの間引き処理であるライン選択間引き処理について説明する。ここで、図12の左端側の数字および画素の色を表すRGB の添字は、前述したライン隣接間引き処理の設定と同じである。
【0093】
ラインサンプリング部120bは、システム制御部13の制御信号130 に応じて垂直タイミング信号V1のタイミングである1ラインをサンプリングする。サンプリングしたラインデータは、合成ラインサンプリング部122bにも出力供給される。このとき、ラインサンプリング部120bは水平画素処理部120cにもデータを出力しているが、図4の水平画素処理部120cはラインサンプリング部120bからの入力を禁止し、合成ラインサンプリング部122bからのデータだけを入力するように動作させる。この水平画素処理部120cのこの入力に対する動作は、システム制御部13からの制御信号13A により行なわれる(図5を参照)。図4の合成ラインサンプリング部122bには、過去にサンプリングしたラインデータが一方の入力側から供給されることになる。また、合成ラインサンプリング部122bは、他端入力側からラインデータサンプリング部12b に供給されるデータを直接入力する。合成ラインサンプリング部122bは、システム制御部13からの制御信号132 により入力制御されている。この入力制御は、ラインデータサンプリング部12b に既に供給されたラインに対して前述した所定の関係にあるラインをサンプリングするようにデータ入力が行われる。
【0094】
たとえば、ライン0 を最初のラインとし、ラインサンプリング部120bが制御信号130 によりイネーブルのとき垂直タイミング信号V1でサンプリングする。サンプリングの後に、このラインデータは、合成ラインサンプリング部122bに供給され、たとえばラインバッファメモリに格納される。次の偶数ラインのサンプリングは8ライン後に合成ラインサンプリング部122bで行われる。このライン0 に対して合成ラインサンプリング部122bで選択されるラインは、隣接するライン1 を除くと、ライン3 あるいはライン5 が該当する。この場合のようにラインが偶数ラインのとき、次に入力するラインは、奇数ラインを選択する。ただし、ライン7 は、ライン8 と隣接ライン関係になるので除外される。図12(a) の場合、ライン3 をライン0 に対する対のもう一方のラインとして選択している(図12(a) の一点鎖線46で囲まれたラインを参照)。このとき、合成ラインサンプリング部122bは、ライン3 をライン0 に対する対のもう一方のラインとして選択するとともに、ラインサンプリング部120bは次の対の一方のラインに用いるためラインサンプリング部120bに格納される。したがって、順次、サンプリングする一方のラインをもう一方のラインに切り換えてサンプリングが行われる。
【0095】
たとえば、ライン3 に対するもう一方のラインデータは、ライン3 と対をなす選択候補のラインはライン6 あるいはライン8 となる。ここで、偶数ラインを8ライン毎にサンプリングする条件および前述した所定の関係から、本実施例では、ライン3 に対するラインは、ライン8 になる。このライン8 を取り込むとき、この合成ラインサンプリング部122bは、システム制御部13からの制御信号132 に応じて取り込みをイネーブルにする。取り込みのタイミングは、垂直タイミング信号V2である。このように合成ラインサンプリング部122bにもう一方のラインデータも入力することによって、同時読出し的にライン0, 3とライン3, 8(一点鎖線48で囲まれた2ライン)といった2ラインデータが得られる。この得られた2ラインを水平画素処理部120cに出力する。
【0096】
そして、また、このライン8 がさらに次の対をなすラインの一方のラインになる(一点鎖線50で囲まれたラインを参照)。ラインデータサンプリング部12b は、この場合、図12(a) の破線52a で囲まれたライン1, 2、破線52b で囲まれたライン4 〜7 およびライン9, 10 が飛ばされる、すなわち間引かれる。このようにして合成ラインサンプリング部122bで得られた2ラインの組が、図12(b) に示す関係となることが判る。この関係にあるデータを用いて、ライン0, 3, 8 のデータを算出する場合、その代表位置は、たとえば図12(c) に示すようにする。
【0097】
水平画素処理部120cでは、前述したライン隣接間引き処理で説明したように、供給された2ラインの組を2画素ずつ区切ってブロックに分割する。この分割したブロックが1ブロックずつ間引きされ、残したブロックの画素に対応するデータの抽出が行われるとともに、さらに、残したブロックの画素データを用いて間引いたブロックを再構成する。この再ブロック化処理した際の状況は、たとえば図13(a) のような関係にある。再ブロック化されたブロックに対してもブロック内の画素データが抽出される。これらのブロックから抽出された画素データを対応する代表値算出の式に入力して代表位置P00, P02, P04, P06,・・・; P30, P32, P34, P36,・・・での三原色RGB を求める(図13(b) を参照)。たとえば、代表位置P02 を算出するとき、
【0098】
【数10】
PR02=R01
PG02=(G31+G04)/2 ・・・(10)
PB02=B34
が算出される。このように供給される画素データは同じ代表位置であってもライン隣接間引き処理で用いた際の画素データとは異なっている。このようにして算出されたRGB は、出力形式選択部124cとYC変換部122cに供給される。YC変換部122cでは、供給されたRGB データを用いてY データおよびC データを算出する。算出されたYCデータは、出力形式選択部124cとデータ評価制御部12d に出力する。出力形式選択部124cで選択された形式のデータは、画像処理部12e を介して表示部11i に供給される。
【0099】
このようにライン隣接間引き処理およびライン選択間引き処理のいずれの処理によっても色G の算出に斜め相関を算出する場合と同じ演算を行うことにより、偽色の発生を抑えているので、間引かれた画像でも良好な画像が得られるようになる。
【0100】
ところで、ライン隣接間引き処理とライン選択間引き処理において偽色と解像度の点について比較すると、ライン隣接間引き処理は、ライン選択間引き処理よりも偽色の発生が少ない。また、ライン選択間引き処理は、ライン隣接間引き処理よりも解像度の低下を抑えて表示部11i に表示させることができる。電子スチルカメラ10は、撮像した画像に対して偽色の改善処理や解像度の低下抑制処理のいずれかを行うか特に静止画モードでデータ評価制御部122cで画像評価を行う。
【0101】
ここで、データ評価制御部122cは、図6に示すように輝度データY と色差データ(R-Y)=Cr, (B-Y)=Cbを用いて撮像した画像の評価を行う。一般的に、モニタ表示画像は、色の少ない画像では偽色が目立つ傾向にあり、色の多い画像では偽色として色が目立たないことが知られている。この評価には、輝度データY に対する周波数検出処理を含むエッジ検出処理と、色差データ(R-Y)=Cr, (B-Y)=Cbに対する色信号検出処理とが行われる。
【0102】
エッジ検出処理は、最も簡単な構成として図7(a) のフィルタバンク部1200で帯域指示信号に応じて特定の周波数(たとえば、バンドパス- フィルタから)のデータだけを取り出す。このとき、この帯域を変化させることによって、評価制御部1232での最終的な処理選択の範囲を変更することもできる。このデータは、加算器1204の一端側にラインメモリ1202で1ライン遅延されたデータを減算入力し、遅延を受けていないデータを加算器1204の他端側に加算入力する。加算器1204の出力データは、ライン間の差分をとったデータでエッジ検出データになる。また、中央差分的なラインに対するエッジ検出処理を行う場合、図7(b) のように構成してライン間のエッジ検出を行う。得られたエッジ検出データは、輝度信号積算部124dで絶対値変換され、そして変換されたデータの積算が行われる。
【0103】
色信号検出処理は、図6に示すように、それぞれ供給される色差データ(R-Y)=Cr, (B-Y)=Cbを色信号積算部126dで絶対値変換を施し、さらにその変換されたデータを積算している。この色信号検出処理や上述したエッジ検出処理で得られたデータは、それぞれ比較制御部128dに送られる。図6に図示しないがたとえば、露出データ等のデータから画像がどのような画像かの判定結果に対応した判定信号がスレッショルドレベル格納部1224に供給されている。この判定信号を制御信号としてこの画像における適切と考えられるスレッショルドレベルを各比較部1226, 1228, 1230に出力する。比較部1226, 1228, 1230は、それぞれ供給される積算値とこのスレッショルドレベルとを比較する。これらの比較結果は、評価制御部1232に供給される。
【0104】
評価制御部1232では、輝度データY の積算値がスレッショルドレベル以上のとき、エッジ成分の多い画像としてライン選択間引き処理を行うようにデータ評価制御信号をタイミング信号生成部12a に出力する。また、輝度データY の積算値がスレッショルドレベルより小さかったとき、ライン隣接間引き処理を行うようにデータ評価制御信号をタイミング信号生成部12a に出力する。
【0105】
評価制御部1232は、色信号積算部126dでの(R-Y), (B-Y)データの積算値がスレッショルドレベル以上のとき、ライン選択間引き処理を行うようにデータ評価制御信号をタイミング信号生成部12a に出力する。また、評価制御部1232は、(R-Y), (B-Y)データの積算値がスレッショルドレベルより小さいとき、ライン隣接間引き処理を行うようにデータ評価制御信号をタイミング信号生成部12a に出力する。
【0106】
このライン隣接間引き処理が選択される場合、解像度が低下する傾向にあるので、評価制御部1232は、アパーチャ調整部120eにアパーチャ制御信号を供給する。アパーチャ調整部120eは、供給されるアパーチャ制御信号に応じて輪郭強調等の処理を輝度信号のY データに施す。この結果、輝度信号のY データは、解像度を向上させて画像処理部12e から出力される。また、評価制御部1232は、データの評価に応じた色制御信号を色ゲイン制御部122eに供給する。色ゲイン制御部122eは、色信号のC (Cb, Cr)データに対する色制御信号に基づいて適切なゲイン調整を行う。これにより、色信号のC データは、適切な色レベルとして表示部11i に供給される。この評価制御部1232は、評価データをシステム制御部13に供給する。システム制御部13は、上述した制御および/またはこの他の制御を供給される評価データに基づいて行うようにしてもよい。
【0107】
画像表示において垂直方向のエッジ部分には偽色が生じ易いことから、図6のデータ評価制御部12d の構成を簡素化しながら、偽色の検出を行う構成およびその動作について図9を参照し、説明する。共通する部分には図6で表記した同じ参照符号を用いている。輝度信号のY データには、エッジ検出部120dで帯域指示信号に応じたフィルタ処理が行われ、得られたデータに対してエッジ検出が行われる。エッジ検出部120dは、検出されたデータを絶対値変換部1212に供給する。絶対値変換部1212は、供給されるデータに対して符号を正にする変化処理を施して比較部1226に出力する。比較部1226には、スレッショルドレベル格納部1224からエッジ成分の参照レベルとして供給されている。この参照レベルは、図6のデータ評価制御部12d で供給されたレベルが積算結果に対するレベルとは異なり、たとえばライン間の差を比較するためのレベルを示す。
【0108】
比較部1234では供給される両方のレベルを比較している。比較部1234は、エッジ成分のレベルが参照レベル以上のときとエッジ成分のレベルが参照レベルより小さいときに分けて結果を積算制御部1236に出力する。積算制御部1234では、エッジ成分のレベルが参照レベル以上のときだけ積算部1218に積算制御信号を出力する。この輝度信号のY データのエッジ検出から積算制御までの処理の間に、画像のこの処理が行われている同じ領域における色信号のC ((R-Y)/(B-Y) )データにもタイミング調整しながら、絶対値変換処理を絶対値変換部1216で行う。絶対値変換処理された色信号のC データは積算部1218に供給される。積算部1218は、積算制御信号が供給されるときだけ積算処理を行わせる。積算部1218は、この積算したC データを評価制御部1232に出力する。評価制御部1232では、偽色の量が多いかどうか判断が行われる。結果として偽色が多いと判断した場合、評価制御部1232は、ライン隣接間引き処理を行うようにデータ評価制御信号を出力する。このような簡素化した構成にしても的確な偽色検出を行うことができる。
【0109】
前述した動作は、主に電子スチルカメラ10の静止画モードで行われる。電子スチルカメラ10は、データ入力部11h でムービーモードも選択できるようになっている。このムービーモードは、静止画モードと異なり、画像表示が時間経過に応じて変化する。したがって、ムービーモードでは、時間変化も考慮した処理が要求される。この要求に対応すべく電子スチルカメラ10では、ムービーモードにおいてシステム制御部13がたとえばデータ評価制御部12d あるいは直接的にタイミング信号生成部12a の制御を行う。このとき、システム制御部13は、垂直ブランキング期間のたとえば、立下がり(図14(a) を参照)に同期して選択する各処理の切換えを行う。この切換えを行う処理は、ライン隣接間引き処理とライン選択間引き処理である。ムービーモードが指定された際にたとえば、最初の撮影画像は、垂直ブランキング信号の立下がりVB1 に同期してライン隣接間引き処理を行って表示部11i に表示させる。データ評価制御信号は、このとき図3から明らかなようにレベル"H" である。この状態が図14(b) のデータ評価制御信号の立上がりに示されている。インタレース方式で供給されるデータを表示部11i に表示させている場合、1フィールド期間中に表示用のデータを用いて前述したエッジおよび偽色の評価が行われている。
【0110】
次の垂直ブランキングの開始時、すなわち図14(a) のVB2 に同期してライン選択間引き処理を行って表示部11i に表示させる。ライン選択間引き処理の選択には、データ評価制御信号がレベル"L" となる(図3や図14(b) を参照)。この垂直ブランキング終了後の以降、すなわち1フィールド期間中に上述したと同様にエッジおよび偽色の評価が行われる。
【0111】
システム制御部13あるいはデータ評価制御部12d において、ライン隣接間引き処理とライン選択間引き処理のいずれが最適なライン間引きか判定して垂直ブランキングVB以降のライン間引き処理を決定する。図14(b) ではライン選択間引き処理がシステム制御部13あるいはデータ評価制御部12d で選択されたことを示している。
【0112】
この選択は以後確定的に行われるものでなく、電子スチルカメラ10の向きの変更や一定の時間経過後にこのデータ評価に基づくライン間引き処理の選択が行われる。この選択を行う際に、先と同様にライン隣接間引き処理、ライン選択間引き処理の順に行ってもよいし、逆にライン選択間引き処理、ライン隣接間引き処理の順で行ってもよい。このように動作させることにより、ムービーモードで垂直方向の解像度や偽色等を含む画像に対する最適なライン間引き処理を行っても、画質劣化の少ない画像を表示させることができるようになる。このようなデータが供給されることにより、インデックス画またはいわゆるサムネイル画と呼ばれる小さな表示部に表示される画像でも細部までの認識ができるようになる。
【0113】
このように構成することにより、基本的なベイヤパターンの色フィルタアレイを用いて得られたデータをライン間引き処理しても解像度の低下を抑え、かつ垂直方向に発生し易い偽色を抑えた信号処理を行うことによって表示部に良い画質の画像を表示させることができるようになる。これにより、表示部の小型化が可能になり、電子スチルカメラのより一層の小型化および表示における消費電力等の削減にも大いに貢献させることができる。
【0114】
なお、前述した実施例は、固体撮像装置としてCCD イメージセンサを用い、このCCD イメージセンサからの撮像信号の読出しについて説明したが、この説明に限定されるものでなく、MOS タイプのイメージセンサからの撮像信号の読出しについても前述した実施例と同様の読出しを行って信号処理を行い、有用な効果を奏することは言うまでもない。
【0115】
【発明の効果】
このように本発明の信号処理装置によれば、第1のサンプリング手段がタイミング信号生成手段からの出力に応じてサンプリングを行って、この際に得られたラインを用いてライン生成手段でライン合成を行うとともに、間引いたライン間の一ラインを生成して垂直方向にライン間引きされた画像を生成する。この画像は、静止画モードの際にデータ評価制御手段でこの画像のデータの評価およびその評価結果に応じてタイミング信号生成手段および信号処理を施す信号処理手段を制御して、画像に発生する偽色の抑制や垂直解像度を低下させない信号処理が行われることにより、表示部に良い画質の画像を表示させることができるようになる。さらに、これにより、表示部の小型化が可能になり、電子スチルカメラのより一層の小型化および表示における消費電力等の削減にも大いに貢献させることができる。
【0116】
また、本発明の信号処理方法によれば、静止画モードあるいはムービーモードの選択に応じて制御を行う際に、偶数ラインと奇数ラインを一組とし、このライン関係を保ちながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行うこと、すなわちライン間引きを行うタイミング信号を生成する。タイミング信号によってサンプリングして得られたラインは、当然、偶数ラインと奇数ラインの関係にあってこれらのラインから一つのラインを合成するとともに、間引いたライン間の一ラインをこれらのラインから生成する。このようにして得られたデータに基づいて静止画モードの際にデータの評価および評価結果に応じてタイミング信号の選択および施す信号処理を制御して、画像に発生する偽色の抑制や垂直解像度を低下させない信号処理が行われることにより、表示部に良い画質の画像を表示させることができる。さらに、電子スチルカメラのより一層の小型化が可能になることから、表示における消費電力等の削減にも大いに貢献させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号処理装置を適用した電子スチルカメラの概略的な構成のブロック図である。
【図2】図1に示した信号処理部の概略的な構成のブロック図である。
【図3】図2に示したタイミング信号生成部の概略的な構成のブロック図である。
【図4】図2に示したラインデータサンプリング部およびライン生成部の概略的な構成のブロック図である。
【図5】図4に示したライン生成部における水平画素処理部の概略的な構成のブロック図である。
【図6】図4に示したデータ評価制御部の概略的な構成のブロック図である。
【図7】図6に示したエッジ検出部における(a) 2ライン処理および(b) 3ライン処理での概略的な構成のブロック図である。
【図8】図4に示した画像処理部の概略的な構成のブロック図である。
【図9】図4に示したデータ評価制御部の概略的な構成を簡素化するとともに、偽色検出を行うえるようにした変形例のブロック図である。
【図10】本発明の信号処理方法におけるライン隣接間引き処理の手順により得られるラインデータの関係を説明し、(a) サンプリングするライン関係、(b) サンプリングで得られたラインの組の関係および(c) 各ラインの代表位置の関係を説明する模式図である。
【図11】図10(b) に示したラインを(a) ブロック分割処理、ブロック間引き処理および再ブロック化処理の順に処理して得られたブロックの位置関係および(b) 各ラインの代表位置の関係とこの位置が有する代表値を表した模式図である。
【図12】本発明の信号処理方法におけるライン選択間引き処理の手順により得られるラインデータの関係を説明し、(a) サンプリングするライン関係、(b) サンプリングで得られたラインの組の関係および(c) 各ラインの代表位置の関係を説明する模式図である。
【図13】図12(b) に示したラインを(a) ブロック分割処理、ブロック間引き処理および再ブロック化処理の順に処理して得られたブロックの位置関係および(b) 各ラインの代表位置の関係とこの位置が有する代表値を表した模式図である。
【図14】本発明を適用した電子スチルカメラにおいてムービーモードを適用する際の手順およびそのタイミングを説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 電子スチルカメラ
11 カメラ本体部
12 信号処理部
13 システム制御部
14 駆動信号生成部
20 メモリカード部
30 コネクタ
11b 色フィルタアレイ
11c CCD イメージセンサ部
11e A/D 変換部
11h データ入力部
11i 表示部
12a タイミング信号生成部
12b ラインデータサンプリング部
12c ライン生成部
12d データ評価制御部
12e 画像処理部
120a ライン隣接信号生成部
120c 水平画素処理部
122a ライン選択信号生成部
122b 合成ラインサンプリング部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing device and a signal processing method for generating display data using data for a signal supplied from a pixel when imaging of a scene is performed through a color filter, and more particularly to a color filter array having a Bayer. A pattern is used, and is suitable for use when, for example, a still image captured with hundreds of thousands to millions of pixels and a movie image are switched and displayed in an electronic still camera, a movie camera, or the like.
[0002]
[Prior art]
For example, an electronic still camera, a video camera, or the like (hereinafter, representatively referred to as an electronic still camera) photoelectrically converts light incident from an object scene in a pixel cell including, for example, a solid-state imaging device. . In particular, when a single-plate color filter is used immediately before the image pickup unit, the image pickup unit obtains a signal of only one of the three primary colors R, G, and B corresponding to the color of the color filter from each pixel. I can't. And the image imaged using the signal of each obtained color is displayed on the display part arrange | positioned in the electronic still camera etc. which were mentioned above. In general, a large-sized liquid crystal display or the like is used as the display unit when emphasizing good visibility, and a small liquid crystal display or the like is used as a display device such as an index image or a movie image when power consumption is important. Used as
[0003]
When this small liquid crystal display is used for the display unit, the number of pixels of the display unit is smaller than that of the imaging unit. Therefore, the electronic still camera thins out the obtained signal and supplies it to the display unit. Usually, a Bayer pattern is often used for the color filter array. Since two lines are used to obtain RGB from the characteristics of the color filter array, a line memory is used.
[0004]
In general, there is a concern about resolution degradation due to the thinning of the signal. Therefore, even if the signal is thinned out, for example, the solid-state imaging device disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-2587225 reads the horizontal line signal every 1 / P horizontal period by the image sensor driving means and writes it to a plurality of memory units. The horizontal resolution is artificially improved by simultaneously reading out the data of the P horizontal line every horizontal period by the memory driving means and generating the signal by the synthesizing means.
[0005]
In addition, when a Bayer array is used for the color filter array, a color reproducibility in which a false signal is generated becomes a problem because a luminance signal having a correct spectral characteristic cannot be obtained by a line from which the signal is extracted regardless of signal thinning. There is a case. A proposal of a color image pickup apparatus that pays attention to improvement of such false signals is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-329786. This color image pickup apparatus uses a color filter array in which only the first color filter has an offset sampling structure and the other second and third color filters have a rectangular lattice sampling structure, and the first image filter is used to synchronize signals. The color difference difference between the signal from the pixel of the first color filter and the signal from the second color filter in the same row or column as the pixel of this color filter is taken, and similarly, the signal from the pixel of the first color filter The color difference between the pixel of this color filter and the signal from the third color filter in the same row or the same column is taken, and these color difference signals are subjected to, for example, matrix synthesis and calculation to generate a luminance signal, and spectral characteristics Correction is performed. In solid-state imaging devices using a Bayer array color filter array, attempts have been made to ensure color reproducibility by using various methods in addition to the signal processing described above.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, signals from the solid-state imaging device in which the Bayer array is used include a line including RG and a line including BG. When generating an image with thinning out in the vertical (V) direction, using only the lines of the same color set will not be able to reproduce the correct color because all RGB colors are not aligned. Also, if the continuous RG line and BG line are thinned out, the false signal will be improved, but the resolution will be reduced. As described above, false colors may increase or resolution may be difficult to obtain depending on how to set the lines to be used by thinning out the lines and whether the supplied image has a strong tendency to generate false colors. . Further, in the signal processing performed for improving the false color and the image quality, the readout pixels are increased in total by reading out the extracted signals. As a result, this signal processing results in an increase in circuit configuration and an increase in power consumption.
[0007]
Further, for example, when a movie image is displayed using a signal read from a solid-state imaging device that requires several million pixels, thinning processing becomes important. In this case, the high frequency component Y of the luminance signal from the information of all pixelsHIf the thinning process is performed after the pixel is generated corresponding to the pixel, it takes a lot of time.
[0008]
The present invention eliminates the drawbacks of the prior art, suppresses the generation of false colors even if line thinning processing is performed with a simple configuration, and can perform signal processing corresponding to moving image reproduction. It is another object of the present invention to provide a signal processing method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides first, second, and third color filters having different spectral sensitivity characteristics arranged in a Bayer pattern and supplied from pixels arranged corresponding to each color filter. A signal processing device that generates display data by performing signal processing according to a still image mode and a movie mode using data for a signal to be processed, wherein even lines and odd lines in sampling of lines in which data is arranged in a horizontal direction Timing signal generating means for generating and outputting a timing signal for sampling for each of a plurality of horizontal lines as a set, and a plurality of horizontal lines while thinning out the plurality of lines in which data is arranged in the horizontal direction according to the timing signal A first sampling means that performs sampling every time, and a line obtained by using the line obtained by the first sampling means. A line generation unit that combines and generates one line between the lines thinned out by the first sampling unit, and a luminance signal and a color signal obtained based on these data output from the line generation unit Signal processing means for correcting the image quality, and data evaluation control means for evaluating the data based on the data obtained by the line generation means, and controlling the timing signal generation means and the signal processing means according to the evaluation result, And a mode correspondence control means for controlling the timing generation means via the data evaluation control means in accordance with the still image mode and the movie mode.
[0010]
Here, the timing signal generation means is a sampling of adjacent lines as a set of even lines and odd lines, and is opposed to two sets of lines separated by a plurality of horizontal lines with this set of lines as a unit. Line adjacent decimation signal generating means for generating a first timing signal for sampling even lines and odd lines, and maintaining the sampling relationship between even lines and odd lines, and even lines and odd lines are separated by a plurality of horizontal lines. It is preferable to include a line separation thinning signal generating unit that generates a second timing signal for performing sampling twice at different timings. As a result, two types of timing signals are generated: a timing signal for sampling every two lines at a predetermined interval by the line adjacent thinning signal generation means, and a timing signal for sampling the opposing lines at a predetermined interval. Further, the line separation thinning signal generating means generates a timing signal for sampling at different timings twice for each line in which the horizontal lines are separated in the vertical direction at a predetermined interval.
[0011]
The line generating means is obtained by the line adjacent synthesizing means for synthesizing and generating one line from the adjacent two lines obtained by the first sampling means using the output of the line adjacent decimation signal generating means, and the first sampling means. The two adjacent lines are used as two sets, and the lines between the lines thinned out using the data of the lines respectively obtained from the second sampling means for sampling the even lines and odd lines of these lines as one set are used. It is desirable to include line interpolation generation means for generating a line by interpolation. As a result, an image in which generation of false colors in the generated line is suppressed is generated.
[0012]
The line generation means constitutes a set of lines with lines in which the positions of the even lines and the odd lines obtained by the first sampling means in response to the first timing signal are separated, and It is preferable to include line separation / synthesis means for synthesizing and generating any one of the set of lines from the set of lines. As a result, an image in which a decrease in vertical resolution in the generated line is suppressed is generated.
[0013]
The data evaluation control means includes a color component detection means for detecting the level of the color component using the data obtained by the line generation means, and a color component threshold value using the detection output of the color component detection means as a color component evaluation reference. Color component comparison / determination means for comparing and determining, edge component detection means for detecting an edge component of an image generated using data obtained by the line generation means, and detection output of the edge component detection means Edge component comparison / determination means for comparing with an edge component threshold value used as an evaluation reference, frequency component detection means for detecting the level of the frequency component included in the data using the data obtained by the line generation means, and this frequency A frequency component comparison / determination unit, a color component comparison / determination unit, and an edge component ratio are determined by comparing the detection output of the component detection unit with a level threshold value used as an evaluation criterion for the frequency component. It is advantageous to include signal control means for controlling the signal generation of the timing signal generation means and the signal processing of the signal processing means for the obtained data by comprehensively judging based on the determination results of the determination means and the frequency component comparison determination means. It is. As a result, it is possible to determine what kind of feature the image that has undergone thinning includes, and therefore, it is possible to take a countermeasure in consideration of this feature.
[0014]
The timing signal generating means is an operation switching means for switching between the line adjacent thinning signal generating means and the line separation thinning signal generating means at least every other vertical blanking signal as a switching control signal in the movie mode. The operation switching means outputs a timing signal of either one of the line adjacent decimation signal generation means and the line separation decimation signal generation means selected based on the evaluation result of the data evaluation control means for a fixed period. It is preferable to repeat the evaluation of the data evaluation control means after a predetermined period. As a result, signal processing is performed with a timing signal suitable for the object scene.
[0015]
In the signal processing apparatus of the present invention, the first sampling unit performs sampling in accordance with the output from the timing signal generation unit, performs line synthesis by the line generation unit using the line obtained at this time, and thins out the line. One line between the lines is generated to generate an image that is thinned out in the vertical direction. This image is generated in the image by the data evaluation control means in the still image mode by controlling the data of the image and the signal processing means for performing the signal processing according to the evaluation result. Signal processing that suppresses false colors and does not reduce vertical resolution is performed.
[0016]
In the present invention, color filters of first, second and third colors having different spectral sensitivity characteristics are arranged in a Bayer pattern, and data for signals supplied from pixels arranged corresponding to the respective color filters is used. A signal processing method for generating display data by performing signal processing according to still image mode and movie mode, and selecting a mode corresponding to the still image mode and movie mode, and the data in the horizontal direction A timing signal generation step of generating a timing signal for sampling for each of the plurality of horizontal lines while thinning out a plurality of lines in which the data are arranged in the horizontal direction in a set of even lines and odd lines in the sampling of the lines arranged in Depending on the timing signal obtained in the timing signal generation process, the data are arranged in a horizontal direction and thinned out. A first step of sampling for each of a plurality of horizontal lines and a line are synthesized using the lines obtained in the first step, and one line between the lines thinned out by the timing signal generation step is generated. Based on the line generation step, the signal processing step for correcting the image quality of the luminance signal and the color signal obtained based on these data output from the line generation means, and the data obtained in the line generation step And a data evaluation control step for controlling the signal processing in the signal processing step and selection of a timing signal used in the timing signal generation step according to the evaluation result.
[0017]
Here, in the timing signal generation step, adjacent lines are sampled as a set of even lines and odd lines, and two sets of lines separated by a plurality of horizontal lines with this set of lines as a unit are opposed to each other. The line adjacent decimation signal generation process for generating timing signals for sampling even lines and odd lines, and the sampling relationship between even lines and odd lines are maintained, and sampling in which even lines and odd lines are separated by a plurality of horizontal lines is different. It is preferable to operate any one of the line separation thinning signal generation processes for generating a timing signal that is performed twice at the timing.
[0018]
In the line generation step, adjacent data obtained in the first step of performing sampling for each of the plurality of horizontal lines while thinning out the plurality of lines in which the data are arranged in the horizontal direction according to the timing signal obtained in the timing signal generation step. Using two sets of adjacent line synthesis process to generate one line from the two lines and two adjacent lines obtained in the first process, sampling is performed with a set of even lines and odd lines of these lines. It is desirable to include a second step to be performed, and a line interpolation generation step of interpolating and generating one line between the thinned lines using the line data obtained from the second step.
[0019]
Further, the line generation step is obtained in the first step of performing sampling for each of the plurality of horizontal lines while thinning out the plurality of lines in which the data are arranged in the horizontal direction according to the timing signal obtained in the timing signal generation step. Line separation / combination that forms a set of lines with the lines in which the positions of the even and odd lines are separated, and generates one of the lines from the set of lines. It is desirable to include a process.
[0020]
The data evaluation control step includes a color component detection step for detecting the level of the color component using the data obtained by the line generation means in the still image mode, and the detection output of the color component detection step is used as an evaluation criterion for the color component. A color component comparison determination step for comparing with a color component threshold to be determined, an edge component detection step for detecting an edge component of an image generated using data obtained in the line generation step, and detection of the edge component detection step Frequency component detection that detects the level of the frequency component included in the data using the data obtained in the edge component comparison and determination process and the line generation process that compares the output with the edge component threshold value used as the evaluation criterion for the edge component A frequency component comparison and determination process, and a color component comparison and determination process A signal generation control step for controlling the signal generation of the timing signal generation step and the signal processing for the obtained data by comprehensively determining based on the determination results of the edge component comparison determination step and the frequency component comparison determination step Is advantageous.
[0021]
The timing signal generation step includes at least one line adjacent thinning signal generation step or line separation thinning signal generation step before performing the line adjacent thinning signal generation step or line separation thinning signal generation step for each predetermined period in the movie mode. Including an operation switching step of switching every other vertical blanking signal supplied as a switching control signal, and thinning out the evaluation result for the thinning obtained by the data evaluation control step through the operation switching step. After continuing the period, it is preferable to repeat the operation of performing the data evaluation control by alternately switching the line adjacent thinning signal generation process or the line separation thinning signal generation process. Thereby, even in the movie mode, it is possible to display an image in which lines are thinned with a timing signal that takes image characteristics into consideration.
[0022]
The line generation process treats a plurality of pixels in a horizontal direction as a single block for pixels corresponding to a plurality of lines corresponding to a Bayer pattern, and associates data supplied from each pixel of this block for each pixel position. A block sampling step for sampling, a pixel value calculation step for calculating pixel values of the first, second and third colors in each block using data of a plurality of pixels obtained in the block sampling step; A display data generation step for generating a luminance signal and a color difference signal or three primary color signals as display data with the pixel values calculated in this pixel value calculation step, and the block sampling step is a timing signal of sampling timing in the horizontal direction of the data Data based on the timing signal from the horizontal timing control process that generates Block dividing step of horizontally dividing the image in such a manner that at least one of each of the first, second and third colors is included in the block, and a block divided in this block dividing step. A block thinning step that thins out every other horizontal direction, and a block that is thinned out in this block thinning step and the pixels arranged in the column direction located at both the left and right ends and the pixels of the block adjacent to each side meet the new condition. It is preferable to include a reblocking step for forming the block, and a block data extraction step for extracting data from each block in order by making the block of the reblocking step correspond to the block at the thinning position. With this process, it is possible to generate a horizontal line while suppressing generation of false colors even if pixels are thinned out.
[0023]
In the signal processing method of the present invention, after the control by selecting the still image mode and the movie mode is selected, the even-numbered line and the odd-numbered line are set as one set, and sampling is performed for each of the plurality of horizontal lines while maintaining this line relation. That is, a timing signal for line thinning is generated. The lines obtained by sampling with the timing signal are naturally in the relationship between the even lines and the odd lines, and one line is synthesized from these lines, and one line between the thinned lines is generated from these lines. . Based on the data obtained in this way, the evaluation of the data and the signal processing that controls the selection of the timing signal and the signal processing to be performed according to the evaluation result, thereby suppressing the false color generated in the image and reducing the vertical resolution Is done.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a signal processing apparatus and a signal processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0025]
The present invention performs signal processing for generating an image with the remaining lines and lines obtained by optimal interpolation using the remaining lines while thinning a plurality of lines in the vertical direction, thereby suppressing generation of false colors and vertical It is characterized by preventing resolution degradation. In this embodiment, the case where the present invention is applied to an electronic still camera will be described with reference to FIGS.
[0026]
As shown in FIG. 1, the electronic still
[0027]
The
[0028]
A case where this pattern is applied will be described. This
[0029]
In the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
As shown in FIG. 2, the
[0033]
The timing
[0034]
The line selection signal generator 122a reads out one line of data, and generates a timing signal that reads out one line separated by an even number of lines as the next line. As long as the relationship of the number of lines opened with reading, that is, the relationship of an even number is maintained, the number of lines opened (that is, thinned lines) may be arbitrary. Two lines are read out line by line, and two lines including all three primary colors RGB are generated. From the viewpoint of efficient line reading, the next line described above is further used as one line paired with the next line.
[0035]
In the timing
[0036]
The
[0037]
Further, the line adjacent
[0038]
As shown in FIG. 4, the line
[0039]
Since the combined line sampling unit 122b also forms two lines, two sample and hold circuits or two line memories are provided for each line. The combined line sampling unit 122b reads the inner two lines of the four lines formed by the two sets of two-line simultaneous reading as new combined lines with the timing signal from the line adjacent
[0040]
As shown in FIG. 4, the
[0041]
In the case of signal processing for a basic Bayer pattern in the present embodiment, the block dividing unit 12A performs processing so that, for example, pixels for two lines can be treated as a block in units of two pixels in the horizontal direction. Therefore, in this embodiment, one block is composed of a total of four pixels. The block division unit 12A performs block memory management of pixel data for two lines by dividing the horizontal direction with a counter, for example, and adding block numbers. Further, a configuration may be adopted in which division processing is simply performed by a plurality of first-in first-out (FIFO) memories that collectively handle four pixels. By this division, processing for each block can be facilitated as will be described later. Also, the thinning process is performed by switching between the counter and the selection switch for each pixel so as to repeat the process of outputting two pixels and not outputting the next two pixels when thinning is performed while paying attention to the pixels in the horizontal direction. May be.
[0042]
The block thinning unit 12B performs block selection by stopping the supply of block data to the
[0043]
The
[0044]
The block generation unit 12D generates a new block different from the skipped block using the pixels of the block remaining after the thinning process. Basically, the components of the block to be generated are the same configuration as the remaining blocks, and a total of four pixels. This newly generated block is, for example, a block (P00, P01, PTen, P11) And block (P04, P05, P14, P15) Are generated from the remaining two blocks. When the generated block is expressed using each pixel position of the remaining block, the element is (P01, P04, P11, P14). That is, for example, from the blocks BL1 and BL3 left behind
[0045]
[Table 1]
As shown in FIG. 4, a block BL2 corresponding to the position between these blocks is generated.
[0046]
Since it is necessary to select and take out the components in this way, the block generation unit 12D arranges the memory for temporarily storing each block and the blocks adjacent to each other in the horizontal direction (not shown), and sets two pixels in the column direction once. Is provided with a selection unit for performing selection to be thinned out. This memory contains elements of 2 rows and 4 columns formally by storing 2 blocks. The selection unit thins out two rows and one column located at both ends of these elements. In other words, it can be said that only the elements of 2 rows and 2 columns located at the center are extracted. The block generator 12D outputs the generated block data to the
[0047]
The block
[0048]
The representative
[0049]
The
[0050]
Thus, by providing the representative
[0051]
As shown in FIG. 6, the data
[0052]
The
[0053]
Here, the configuration of the
[0054]
In addition, since it is effective when performed in the vertical direction of an image, a line memory is used for edge detection processing. An example in which the edge detection is simply performed on two lines and a case where the edge detection is performed on three lines over a wider range will be exemplified. Depending on the number of lines, the configuration of edge detection is as shown in FIGS. 7A and 7B, respectively. That is, the data passed through the
[0055]
Further, in FIG. 7B, a
[0056]
The luminance
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
Although not specifically illustrated, the
[0061]
The drive
[0062]
The
[0063]
The electronic still
[0064]
Data is supplied to the
[0065]
Further, a configuration of a modified example that simplifies the configuration of the data
[0066]
In this case, the color difference signal is thinned out by half of the luminance signal Y and (R−Y) / (B−Y) is supplied in a dot sequential manner. For this reason, the processing configuration for the color difference signal can be reduced by half compared to the configuration of FIG.
[0067]
Next, the operation of the electronic still
[0068]
The
[0069]
First, the line adjacent thinning process will be described. Under the control of the
[0070]
The line
[0071]
The sampled data is supplied to the combined line sampling unit 122b and the horizontal
[0072]
As shown in FIG. 10B, three sets of lines are supplied to the horizontal
[0073]
In this data calculation, first, the two lines supplied according to the control signal from the
[0074]
Further, the block generation unit 12D generates a new block different from the skipped block using the pixels of the block remaining without being thinned. Basically, the components of the block to be generated are the same configuration as the remaining blocks, and a total of four pixels. This newly generated block is, for example, a block (P00, P01, PTen, P11) And block (P04, P05, P14, P15) Are generated from the remaining two blocks. When the generated block is expressed using each pixel position of the remaining block, the element is (P01, P04, P11, P14). Similarly, the element is (P05, P08, P15, P18) The above-described series of processing is also performed in the second and third groups. As for the elements in the block reblocked in this way, the data corresponding to the elements is sampled at the timing of the horizontal timing signal in accordance with the control signal of the
[0075]
Here, the configuration of the block decimation unit 12B and the
[0076]
The representative
[0077]
[Expression 1]
PR00= P01
PG00= (P00+ P11)/twenty one)
PB00= PTen
To do. Specifically, when calculating by putting the pixel value in equation (1),
[0078]
[Expression 2]
PR00= R01
PG00= (G00+ G11)/twenty two)
PB00= BTen
Is obtained. PR00, PG00, PB00R in Fig. 11 (b)00, G00, B00 It corresponds to each. In this way, the representative position P00 In addition, the representative value for the remaining block after thinning is calculated from the same relationship as in equation (1), and the representative position P on the same line is calculated.04 The representative value at is calculated.
[0079]
The representative position in the block to be interpolated is P02 And Representative value PR02, PG02, PB02Substituting the pixel value of the color at each pixel position and the calculation using the pixel value with respect to (3)
[0080]
[Equation 3]
PR02= P02
PG02= (P03+ P12)/twenty three)
PB02= P13
To do. Specifically, when calculating with the pixel value in equation (3),
[0081]
[Expression 4]
PR02= R01
PG02= (G04+ G11)/twenty four)
PB02= B14
Is obtained. PR02, PG02, PB02R in Fig. 11 (b)02, G02, B02 It corresponds to each. In this case as well, representative position P02 As well as the representative position P06 The same calculation is performed for. As a result of these calculations, when the pixels on
[0082]
On the other hand, the calculation when the newly generated line is used as data for calculating the
[0083]
[Equation 5]
PR40= P51
PG40= (P41+ P50)/twenty five)
PB40= P40
To do. If the pixel data at this position is directly substituted into equation (5),
[0084]
[Formula 6]
PR40= R81
PG40= (G11+ G80) / 2 ・ ・ ・ (6)
PB40= BTen
Is calculated. Representative position P44 Is calculated by the same relationship. The horizontal interpolation process for this interpolated line is performed by using the relationship of the above-described equation (1) to represent the representative position P.42, P46The three primary colors RGB are calculated. That is,
[0085]
[Expression 7]
PR42= P52
PG42= (P42+ P53) / 2 (7)
PB42= P43
To do. If the pixel data at this position is directly substituted into equation (5),
[0086]
[Equation 8]
PR42= R81
PG42= (G41+ G50) / 2 (8)
PB42= BTen
Is calculated. Representative position P46 Is calculated by the same relationship. By calculating in this way, the pixel of
[0087]
The
[0088]
[Equation 9]
PY00= 0.3 * PR00+ 0.59 * PG00+ 0.11 * PB00
Cr00= PR00-PY00 ... (9)
Cb00= PB00-PY00
Obtained by. YC data is also calculated for other pixels and other lines using the relationship of equation (9). The calculated YC data is supplied to the output
[0089]
The output
[0090]
Among the data supplied from the output
[0091]
Note that the processing after the horizontal
[0092]
Next, a line selection thinning process which is another thinning process of the electronic still
[0093]
The
[0094]
For example,
[0095]
For example, the other line data for
[0096]
Further, this
[0097]
In the horizontal
[0098]
[Expression 10]
PR02= R01
PG02= (G31+ G04) / 2 ・ ・ ・ (10)
PB02= B34
Is calculated. The pixel data supplied in this way is different from the pixel data used in the line adjacent thinning process even at the same representative position. The RGB thus calculated is supplied to the output
[0099]
In this way, the occurrence of false colors is suppressed by performing the same operation as the case of calculating the diagonal correlation in the calculation of the color G in both the line adjacent thinning process and the line selection thinning process. A good image can be obtained even with a different image.
[0100]
By the way, when comparing the false color and the resolution point in the line adjacent thinning process and the line selection thinning process, the line adjacent thinning process generates fewer false colors than the line selective thinning process. In addition, the line selection thinning process can be displayed on the display unit 11i with a lower resolution than the line adjacent thinning process. The electronic still
[0101]
Here, the data
[0102]
In the edge detection process, as the simplest configuration, only the data of a specific frequency (for example, from a bandpass filter) is extracted in accordance with the band instruction signal by the
[0103]
In the color signal detection process, as shown in FIG. 6, the color difference data (R−Y) = C supplied respectively.r, (B-Y) = CbThe color
[0104]
When the integrated value of the luminance data Y is equal to or higher than the threshold level, the
[0105]
The
[0106]
When this line adjacent thinning process is selected, the resolution tends to decrease, so the
[0107]
Since false colors are likely to occur in the vertical edge portion in the image display, refer to FIG. 9 for the configuration and operation for detecting false colors while simplifying the configuration of the data
[0108]
The
[0109]
The above-described operation is mainly performed in the still image mode of the electronic still
[0110]
At the start of the next vertical blanking, that is, in synchronization with VB2 in FIG. 14 (a), the line selection thinning process is performed and displayed on the display unit 11i. For the selection of the line selection thinning process, the data evaluation control signal becomes level “L” (see FIG. 3 and FIG. 14B). After this vertical blanking is completed, that is, during one field period, the edge and false color are evaluated in the same manner as described above.
[0111]
In the
[0112]
This selection is not made afterwards, but the line thinning process based on the data evaluation is selected based on a change in the orientation of the electronic still
[0113]
With this configuration, even if the data obtained using a basic Bayer pattern color filter array is processed by thinning the line, the resolution is reduced and the false color that is likely to occur in the vertical direction is suppressed. By performing the processing, an image with good image quality can be displayed on the display unit. This makes it possible to reduce the size of the display unit, which can greatly contribute to further downsizing of the electronic still camera and reduction of power consumption in display.
[0114]
In the above-described embodiment, the CCD image sensor is used as the solid-state imaging device and the readout of the imaging signal from the CCD image sensor has been described. However, the present invention is not limited to this description. Needless to say, the readout of the image pickup signal is also performed in the same manner as in the above-described embodiment, and the signal processing is performed.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, according to the signal processing apparatus of the present invention, the first sampling unit performs sampling according to the output from the timing signal generation unit, and the line generation unit uses the line obtained at this time to perform line synthesis. And one line between the thinned lines is generated to generate an image whose lines are thinned in the vertical direction. In this image, the data evaluation control means controls the timing signal generation means and the signal processing means for performing signal processing in accordance with the evaluation result of the image data in the still image mode, and the fake generated in the image. By performing signal processing that does not reduce color or reduce vertical resolution, an image with good image quality can be displayed on the display unit. Further, this makes it possible to reduce the size of the display unit, and can greatly contribute to further downsizing of the electronic still camera and reduction of power consumption in display.
[0116]
Further, according to the signal processing method of the present invention, when control is performed according to the selection of the still image mode or the movie mode, an even number line and an odd number line are set as one set, and a plurality of horizontal lines are maintained while maintaining this line relationship. Every time sampling is performed, that is, a timing signal for line thinning is generated. The lines obtained by sampling with the timing signal are naturally in the relationship between the even lines and the odd lines, and one line is synthesized from these lines, and one line between the thinned lines is generated from these lines. . Based on the data obtained in this way, the evaluation of the data in the still image mode and the selection of the timing signal according to the evaluation result and the signal processing to be performed are controlled to suppress false colors generated in the image and the vertical resolution. By performing signal processing that does not reduce the image quality, it is possible to display an image with good image quality on the display unit. Furthermore, since the electronic still camera can be further reduced in size, it can greatly contribute to reduction of power consumption in display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a schematic configuration of an electronic still camera to which a signal processing apparatus of the present invention is applied.
2 is a block diagram of a schematic configuration of a signal processing unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a schematic configuration of a timing signal generator shown in FIG. 2;
4 is a block diagram of a schematic configuration of a line data sampling unit and a line generation unit shown in FIG. 2;
5 is a block diagram of a schematic configuration of a horizontal pixel processing unit in the line generation unit shown in FIG. 4;
6 is a block diagram of a schematic configuration of a data evaluation control unit shown in FIG. 4;
7 is a block diagram of a schematic configuration in (a) 2-line processing and (b) 3-line processing in the edge detection unit shown in FIG. 6;
8 is a block diagram of a schematic configuration of an image processing unit shown in FIG. 4;
9 is a block diagram of a modified example in which the schematic configuration of the data evaluation control unit shown in FIG. 4 is simplified and false color detection can be performed.
FIG. 10 explains the relationship of line data obtained by the procedure of line adjacent thinning processing in the signal processing method of the present invention; (a) the relationship of lines to be sampled; (b) the relationship of sets of lines obtained by sampling; (c) It is a schematic diagram explaining the relationship of the representative position of each line.
11 is a block positional relationship obtained by processing the lines shown in FIG. 10B in the order of (a) block division processing, block thinning processing, and reblocking processing; and (b) representative position of each line. FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship and the representative value of this position.
FIGS. 12A and 12B illustrate the relationship of line data obtained by the procedure of line selection thinning processing in the signal processing method of the present invention; (a) the relationship of lines to be sampled; (b) the relationship of sets of lines obtained by sampling; (c) It is a schematic diagram explaining the relationship of the representative position of each line.
FIG. 13 is a block positional relationship obtained by processing the lines shown in FIG. 12B in the order of (a) block division processing, block thinning processing, and reblocking processing; and (b) representative position of each line. FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship and the representative value of this position.
FIG. 14 is a timing chart for explaining a procedure and timing for applying a movie mode in an electronic still camera to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
10 Electronic still camera
11 Camera body
12 Signal processor
13 System controller
14 Drive signal generator
20 Memory card section
30 connectors
11b color filter array
11c CCD image sensor
11e A / D converter
11h Data input part
11i display
12a Timing signal generator
12b Line data sampling unit
12c line generator
12d Data evaluation controller
12e Image processing unit
120a Line adjacent signal generator
120c horizontal pixel processor
122a Line selection signal generator
122b Composite line sampling unit
Claims (13)
前記データが水平方向に並ぶラインのサンプリングにおける偶数ラインと奇数ラインを一組とし、複数の水平ライン毎にサンプリングを行うタイミング信号を生成し、出力するタイミング信号生成手段と、
該タイミング信号に応じて前記データが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、前記複数の水平ライン毎にサンプリングを行う第1のサンプリング手段と、
該第1のサンプリング手段で得られたラインを用いてラインを合成するとともに、該第1のサンプリング手段によって間引いたライン間の一ラインを生成するライン生成手段と、
該ライン生成手段から出力されたこれらのデータに基づいて得られた輝度信号および色信号に対して画質の補正を施す信号処理手段と、
前記ライン生成手段で得られたデータに基づいて該データを評価するとともに、評価結果に応じて前記タイミング信号生成手段および前記信号処理手段を制御するデータ評価制御手段と、
前記静止画モードと前記ムービーモードに応じて前記データ評価制御手段を介して前記タイミング生成手段を制御するモード対応制御手段とを含むことを特徴とする信号処理装置。Color filters of first, second, and third colors having different spectral sensitivity characteristics are arranged in a Bayer pattern, and a still image mode is obtained by using data for signals supplied from pixels arranged corresponding to the color filters. A signal processing device that generates display data by performing signal processing according to a movie mode,
Timing signal generation means for generating and outputting a timing signal for sampling for each of a plurality of horizontal lines, with a set of even lines and odd lines in the sampling of lines in which the data are arranged in a horizontal direction;
First sampling means for performing sampling for each of the plurality of horizontal lines while thinning out the plurality of lines in which the data is arranged in the horizontal direction according to the timing signal;
A line generating means for synthesizing lines using the lines obtained by the first sampling means, and for generating one line between the lines thinned out by the first sampling means;
Signal processing means for performing image quality correction on luminance signals and color signals obtained based on these data output from the line generation means;
A data evaluation control unit that evaluates the data based on the data obtained by the line generation unit and controls the timing signal generation unit and the signal processing unit according to an evaluation result;
A signal processing apparatus comprising: a mode correspondence control unit that controls the timing generation unit via the data evaluation control unit according to the still image mode and the movie mode.
前記偶数ラインと前記奇数ラインのサンプリング関係を保つとともに、前記偶数ラインと前記奇数ラインが複数の水平ラインで隔てたサンプリングを異なるタイミングで2回行う第2のタイミング信号を生成するライン分離間引き信号生成手段とを含むことを特徴とする信号処理装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the timing signal generation unit samples adjacent lines as a set of the even lines and the odd lines, and separates the set lines for each of a plurality of horizontal lines. Line adjacent decimation signal generating means for generating a first timing signal for sampling the even line and the odd line facing each other in two sets of lines;
Line separation thinning signal generation for maintaining a sampling relationship between the even lines and the odd lines and generating a second timing signal for performing sampling at different timings twice with the even lines and the odd lines separated by a plurality of horizontal lines And a signal processing apparatus.
前記第1のサンプリング手段で得られた隣接した2ラインを二組用いて、これらのラインの偶数ラインと奇数ラインを一組とするサンプリングを行う第2のサンプリング手段からそれぞれ得られたラインのデータを用いて前記間引いたライン間の一ラインを補間生成するライン補間生成手段とを含むことを特徴とする信号処理装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the line generation unit combines and generates one line from two adjacent lines obtained by the first sampling unit using an output of the line adjacent thinning signal generation unit. Combining means;
Data of each line obtained from the second sampling means that performs sampling using two sets of two adjacent lines obtained by the first sampling means and sets even and odd lines as a set. And a line interpolation generation means for interpolating and generating one line between the thinned lines using the signal.
該色成分検出手段の検出出力を色成分の評価基準とする色成分閾値と比較し、判定する色成分比較判定手段と、
前記ライン生成手段で得られたデータを用いて生成した画像のエッジ成分を検出するエッジ成分検出手段と、
該エッジ成分検出手段の検出出力をエッジ成分の評価基準とするエッジ成分閾値と比較し、判定するエッジ成分比較判定手段と、
前記ライン生成手段で得られたデータを用いてデータに含まれる周波数成分のレベルを検出する周波数成分検出手段と、
該周波数成分検出手段の検出出力を周波数成分の評価基準とするレベル閾値と比較し、判定する周波数成分比較判定手段と、
前記色成分比較判定手段、前記エッジ成分比較判定手段および前記周波数成分比較判定手段の判定結果を基に総合的に判断して前記タイミング信号生成手段の信号生成および得られたデータに対する前記信号処理手段の信号処理を制御する信号制御手段とを含むことを特徴とする信号処理装置。The apparatus according to claim 1, wherein the data evaluation control unit detects a color component level using data obtained by the line generation unit, and
A color component comparison / determination unit for comparing the detection output of the color component detection unit with a color component threshold value used as an evaluation criterion for the color component;
Edge component detection means for detecting an edge component of an image generated using the data obtained by the line generation means;
An edge component comparison / determination unit for comparing the detection output of the edge component detection unit with an edge component threshold value used as an evaluation criterion for the edge component;
Frequency component detection means for detecting the level of the frequency component included in the data using the data obtained by the line generation means;
Comparing the detection output of the frequency component detection means with a level threshold value used as an evaluation criterion for the frequency component, and determining the frequency component comparison determination means;
Signal generation of the timing signal generation means and signal processing means for the obtained data by comprehensively judging based on the determination results of the color component comparison determination means, the edge component comparison determination means, and the frequency component comparison determination means And a signal control means for controlling the signal processing.
該動作切換手段は、前記データ評価制御手段の評価結果により選ばれた前記ライン隣接間引き信号生成手段と前記ライン分離間引き信号生成手段のいずれか一方のタイミング信号を所定の期間中、固定的に出力させ、
前記所定の期間後に前記データ評価制御手段の評価を繰り返すことを特徴とする信号処理装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein the timing signal generating means supplies at least every other line adjacent thinning signal generating means and line separation thinning signal generating means in the movie mode. Including an operation switching means for switching using the signal as a switching control signal,
The operation switching means outputs the timing signal of either one of the line adjacent decimation signal generation means and the line separation decimation signal generation means selected according to the evaluation result of the data evaluation control means in a fixed period during a predetermined period. Let
The signal processing apparatus characterized by repeating the evaluation of the data evaluation control means after the predetermined period.
前記静止画モードと前記ムービーモードに応じた制御を選択するモード対応選択工程と、
前記データが水平方向に並ぶラインのサンプリングにおける偶数ラインと奇数ラインを一組とし、前記データが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行うタイミング信号を生成するタイミング信号生成工程と、
該タイミング信号生成工程で得られたタイミング信号に応じて前記データが水平方向に並ぶ複数のラインを間引きながら、複数の水平ライン毎にサンプリングを行う第1の工程と、
該第1の工程で得られたラインを用いてラインを合成するとともに、前記タイミング信号生成工程によって間引いたライン間の一ラインを生成するライン生成工程と、
該ライン生成手段から出力されたこれらのデータに基づいて得られた輝度信号および色信号に対して画質の補正を施す信号処理工程と、
前記ライン生成工程で得られたデータに基づいて該データを評価するとともに、評価結果に応じて前記タイミング信号生成工程で用いるタイミング信号の選択および前記信号処理工程における信号処理を制御するデータ評価制御工程とを含むことを特徴とする信号処理方法。Color filters of first, second, and third colors having different spectral sensitivity characteristics are arranged in a Bayer pattern, and a still image mode is obtained by using data for signals supplied from pixels arranged corresponding to the color filters. A signal processing method for generating display data by performing signal processing according to a movie mode, the method comprising:
A mode-compatible selection step of selecting control according to the still image mode and the movie mode;
Timing for generating a timing signal for performing sampling for each of the plurality of horizontal lines while thinning out the plurality of lines in which the data is arranged in the horizontal direction, with a set of even lines and odd lines in the sampling of the lines in which the data are arranged in the horizontal direction A signal generation process;
A first step of performing sampling for each of a plurality of horizontal lines while thinning out a plurality of lines in which the data are arranged in the horizontal direction according to the timing signal obtained in the timing signal generation step;
A line generation step for synthesizing a line using the line obtained in the first step and generating one line between the lines thinned out by the timing signal generation step;
A signal processing step of performing image quality correction on the luminance signal and the color signal obtained based on these data output from the line generation means;
A data evaluation control step that evaluates the data based on the data obtained in the line generation step and controls selection of a timing signal used in the timing signal generation step and signal processing in the signal processing step according to the evaluation result And a signal processing method.
前記偶数ラインと前記奇数ラインのサンプリング関係を保つとともに、前記偶数ラインと前記奇数ラインが複数の水平ラインで隔てたサンプリングを異なるタイミングで2回行うタイミング信号の生成を行うライン分離間引き信号生成工程のいずれか一方の工程を動作させることを含むことを特徴とする信号処理方法。8. The method according to claim 7, wherein in the timing signal generation step, adjacent lines are sampled as a set of the even-numbered line and the odd-numbered line, and a plurality of horizontal lines are separated in units of the set of lines. A line adjacent decimation signal generating step for generating a timing signal for sampling the even line and the odd line facing each other in two sets of lines;
A line separation thinning signal generating step for maintaining a sampling relationship between the even line and the odd line and generating a timing signal for performing sampling at different timings twice, wherein the even line and the odd line are separated by a plurality of horizontal lines. A signal processing method comprising operating any one of the steps.
前記第1の工程で得られた隣接した2ラインを二組用いて、これらのラインの偶数ラインと奇数ラインを一組とするサンプリングを行う第2の工程と、
該第2の工程から得られたラインのデータを用いて前記間引いたライン間の一ラインを補間生成するライン補間生成工程とを含むことを特徴とする信号処理方法。8. The method according to claim 7, wherein the line generation step performs sampling for each of the plurality of horizontal lines while thinning out the plurality of lines in which the data are arranged in the horizontal direction according to the timing signal obtained in the timing signal generation step. A line adjacent synthesis step of synthesizing and generating one line from two adjacent lines obtained in the first step of performing
A second step of performing sampling using two sets of two adjacent lines obtained in the first step, and even lines and odd lines of these lines as a set;
And a line interpolation generation step of interpolating and generating one line between the thinned lines using the line data obtained from the second step.
該色成分検出工程の検出出力を色成分の評価基準とする色成分閾値と比較し、判定する色成分比較判定工程と、
前記ライン生成工程で得られたデータを用いて生成した画像のエッジ成分を検出するエッジ成分検出工程と、
該エッジ成分検出工程の検出出力をエッジ成分の評価基準とするエッジ成分閾値と比較し、判定するエッジ成分比較判定工程と、
前記ライン生成工程で得られたデータを用いてデータに含まれる周波数成分のレベルを検出する周波数成分検出工程と、
該周波数成分検出工程の検出出力を周波数成分の評価基準とするレベル閾値と比較し、判定する周波数成分比較判定工程と、
前記色成分比較判定工程、前記エッジ成分比較判定工程および前記周波数成分比較判定工程の判定結果を基に総合的に判断して前記タイミング信号生成工程の信号生成および得られたデータに対する信号処理を制御する信号制御工程とを含むことを特徴とする信号処理方法。The method according to claim 7, wherein the data evaluation control step includes a color component detection step of detecting a level of a color component using data obtained by the line generation unit in the still image mode;
A color component comparison determination step for comparing the detection output of the color component detection step with a color component threshold value used as an evaluation criterion for the color component;
An edge component detection step of detecting an edge component of an image generated using the data obtained in the line generation step;
An edge component comparison determination step for comparing the detection output of the edge component detection step with an edge component threshold value used as an evaluation criterion for the edge component;
A frequency component detection step of detecting the level of the frequency component included in the data using the data obtained in the line generation step;
A frequency component comparison and determination step for comparing the detection output of the frequency component detection step with a level threshold value used as an evaluation criterion for the frequency component;
Controls signal generation of the timing signal generation step and signal processing for the obtained data by comprehensively judging based on the determination results of the color component comparison determination step, the edge component comparison determination step, and the frequency component comparison determination step And a signal control process.
前記データ評価制御工程により得られた間引きに対する評価結果から前記間引きを前記動作切換工程を経て固定的に所定の期間継続させた後に、前記ライン隣接間引き信号生成工程または前記ライン分離間引き信号生成工程を交互に切り換えてデータ評価制御を行う操作を繰り返すことを特徴とする信号処理方法。9. The method according to claim 8, wherein the timing signal generation step includes the line adjacent thinning signal generation step or the line adjacent thinning signal generation step or the line separation thinning signal generation step in the movie mode. Including an operation switching step of switching at least every other vertical blanking signal supplied as a switching control signal.
From the evaluation result for the thinning obtained by the data evaluation control step, the thinning is continuously continued for a predetermined period through the operation switching step, and then the line adjacent thinning signal generation step or the line separation thinning signal generation step is performed. A signal processing method characterized by repeating the operation of performing data evaluation control by switching alternately.
前記ベイヤパターンに対応する複数のライン分の画素に対して水平方向に複数の画素を一のブロックとして扱うとともに、該ブロックの各画素から供給されるデータを画素位置毎に対応させてサンプリングするブロックサンプリング工程と、
該ブロックサンプリング工程で得られた複数の画素のデータを用いて該各ブロックにおける前記第1、前記第2および前記第3の色の画素値を算出する画素値算出工程と、
該画素値算出工程での算出された画素値で輝度信号および色差信号または三原色信号を前記表示データとして生成する表示データ生成工程とを含み、
前記ブロックサンプリング工程は、前記データの水平方向におけるサンプリングタイミングのタイミング信号を生成する水平タイミング制御工程からのタイミング信号に基づいて前記データの水平サンプリングを行うとともに、前記第1、前記第2および前記第3の色を少なくとも1つずつ前記ブロックに含む条件を満たす分割を水平方向に行うブロック分割工程と、
該ブロック分割工程で分割されたブロックを1つおきに水平方向に間引くブロック間引き工程と、
該ブロック間引き工程で間引いたブロック中で左右両端に位置する列方向に並ぶ画素とそれぞれ側方に隣接するブロックの画素が前記条件を満たして新たなブロックを形成する再ブロック化工程と、
該再ブロック化工程のブロックを間引き位置のブロックに対応させて各ブロックから順にデータを取り出すブロックデータ抽出工程とを含むことを特徴とする信号処理方法。The method according to claim 7, wherein the line generation step includes:
A block that handles a plurality of pixels in a horizontal direction as a single block with respect to pixels for a plurality of lines corresponding to the Bayer pattern, and samples data supplied from each pixel of the block corresponding to each pixel position A sampling process;
A pixel value calculating step of calculating pixel values of the first, second and third colors in each block using data of a plurality of pixels obtained in the block sampling step;
A display data generation step of generating a luminance signal and a color difference signal or a three primary color signal as the display data with the pixel value calculated in the pixel value calculation step,
The block sampling step performs horizontal sampling of the data based on a timing signal from a horizontal timing control step of generating a timing signal of sampling timing in the horizontal direction of the data, and the first, second and second A block dividing step for horizontally dividing a condition that includes at least one of the three colors in the block;
A block thinning step for horizontally thinning every other block divided in the block dividing step;
A reblocking step in which the pixels arranged in the column direction located at the left and right ends in the block thinned out in the block thinning step and the pixels of the blocks adjacent to the sides respectively satisfy the above condition to form a new block;
And a block data extracting step of extracting data from each block in order by making the block of the reblocking step correspond to the block at the thinning position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24164698A JP3893489B2 (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Signal processing apparatus and signal processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24164698A JP3893489B2 (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Signal processing apparatus and signal processing method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000078595A JP2000078595A (en) | 2000-03-14 |
JP2000078595A5 JP2000078595A5 (en) | 2005-06-09 |
JP3893489B2 true JP3893489B2 (en) | 2007-03-14 |
Family
ID=17077421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24164698A Expired - Fee Related JP3893489B2 (en) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | Signal processing apparatus and signal processing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3893489B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004147092A (en) | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Canon Inc | Signal processing device, imaging device, and control method |
JP4764905B2 (en) * | 2008-08-11 | 2011-09-07 | キヤノン株式会社 | Imaging system |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP24164698A patent/JP3893489B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000078595A (en) | 2000-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5108172B2 (en) | Image data size conversion processing apparatus, electronic still camera, and image data size conversion processing recording medium | |
US6018363A (en) | Image sensing apparatus with optical-axis deflecting device | |
US7050098B2 (en) | Signal processing apparatus and method, and image sensing apparatus having a plurality of image sensing regions per image frame | |
US8270774B2 (en) | Image processing device for performing interpolation | |
KR100745386B1 (en) | Image signal processor, image signal processing method, learning device, learning method, and recorded medium | |
EP2088788B1 (en) | Image picking-up processing device, image picking-up device, image processing method and computer program | |
JP2000236473A (en) | Image processing circuit for image input device | |
JPH04284087A (en) | Electronic still camera | |
US8233733B2 (en) | Image processing device | |
JP2009253667A (en) | Moving image processing device, moving image processing method, and moving image processing program | |
US6762792B1 (en) | Digital still camera | |
JP4272443B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
JP4817529B2 (en) | Imaging apparatus and image processing method | |
US6690418B1 (en) | Image sensing apparatus image signal controller and method | |
JP3893489B2 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
JP3730063B2 (en) | Color component generation apparatus, color component generation method, and multicolor image pickup apparatus using the same | |
US7551204B2 (en) | Imaging apparatus having a color image data measuring function | |
JPH07123421A (en) | Image pickup device | |
JP4581199B2 (en) | Image signal processing apparatus, image signal processing method, learning apparatus, learning method, and recording medium | |
JP3893788B2 (en) | Image signal processing apparatus and electronic still camera equipped with the apparatus | |
JP3954204B2 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method thereof | |
JP3059920B2 (en) | Imaging device | |
JP4133179B2 (en) | Image signal processing device | |
JP3368012B2 (en) | Image data processing device | |
JP4515546B2 (en) | Image signal processing apparatus and electronic still camera equipped with the apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040831 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040831 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061031 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061127 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |