JP4135197B2 - Image processing apparatus, image processing method, and camera - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法、並びにカメラに関し、特にカラーフィルタを受光面上に有する固体撮像素子の出力信号を処理する画像処理装置およびその処理方法、並びにこれらを用いたカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子に画像情報が入る前に、折り返しノイズを除くことを目的として空間サンプリング周波数fsの1/2の周波数を除去するために、光学的なLPF(Low Pass Filter) を用いて帯域制限を行っていた。このように、光学LPFを用いて帯域制限を行うことで、固体撮像素子の出力信号には、空間サンプリング周波数fsの1/2付近の周波数成分が含まれなくなり、その結果、撮像した画像の解像感が損なわれることになる。これに対し、撮像した画像の解像感を損なわないようにするために、上記のような特性の光学LPFを用いるのではなく、空間サンプリング周波数fsの1/2の周波数よりも高い点のレスポンスを0とすれば良い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、fs/2の周波数よりも高い点のレスポンスを0とすると、偽信号が発生するだけではなく、色配列が例えばR(赤),G(緑),B(青)の原色ベイヤ配列のカラーフィルタを有す固体撮像素子において、相関検出による信号処理を行う場合には、Gによる相関を検出する際に、fs/2の空間周波数があると縦の相関が強いか横の相関が強いか判定できなくなり、画質劣化の要因となる。
【0004】
すなわち、図16において、原色RGBベイヤ配列(a)に対応した固体撮像素子の画素配列に対して、水平fs/2の画像(b)の信号、または垂直fs/2の画像(c)の信号が入ってきた場合には、Gの画素にのみ着目した場合の出力信号(d)は、水平fs/2(b)でも垂直fs/2(c)でも同じになる。このため、Gの出力信号を見ただけでは縦の相関が強い(水平fs/2)のか、横の相関が強い(垂直fs/2)のかが判別できないことになる。
【0005】
なお、図16(a)において、Gr/GbはそれぞれR行のG画素/B行のG画素を示している。また、同図(d)には、R/Gの画素を黒で表示してあり、灰色(散点)の画素と白色の画素に着目されたい。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、縦の相関が強いのか、横の相関が強いのかを確実に判別し、破綻のない画像の再現を可能とした画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、ベイヤ配列のカラーフィルタを受光面上に有する固体撮像素子から出力される画像信号に対して、補間すべき画素とその周辺画素との相関を検出して色補正処理を行う際に、前記補間すべき画素に関して補間する方向にローパスフィルタを通すことによって得られる補間データに補間係数を乗算し、その乗算結果を加算することによって補間処理を行う画像処理装置であって、入力画像の空間サンプリング周波数に対して1/2倍した周波数成分の存在を検出する周波数検出回路と、R/G/Bの各信号を基に被写体の所定の領域が無彩色であるかを検出する色情報検出回路と、Rの画素情報に対して前記補間処理を行うR補間部と、Gの画素情報に対して前記補間処理を行うG補間部と、Bの画素情報に対して前記補間処理を行うB補間部と、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しないときは、前記R補間部、前記G補間部および前記B補間部の各補間結果を出力し、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しかつ前記情報検出回路が無彩色であることを検出しないときは、R/G/Bの各信号から前記周波数成分を除去して出力し、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しかつ前記情報検出回路が無彩色であることを検出したときは、R/G/Bの各信号の水平/垂直方向の色差レベルに基づく補間係数を用いて水平/垂直方向について前記補間処理を行う補正処理部とを備えている。
【0008】
また、本発明による画像処理方法は、ベイヤ配列のカラーフィルタを受光面上に有する固体撮像素子から出力される画像信号に対して、補間すべき画素とその周辺画素との相関を検出して色補正処理を行う際に、前記補間すべき画素に関して補間する方向にローパスフィルタを通すことによって得られる補間データに補間係数を乗算し、その乗算結果を加算することによって補間処理を行う画像処理方法であって、R/G/Bの各画素情報に対して前記補間処理を行う一方、入力画像の空間サンプリング周波数に対して1/2倍した周波数成分の存在を検出するとともに、R/G/Bの各信号を基に被写体の所定の領域が無彩色であるかを検出し、前記周波数成分の存在を検出しないときは、前記R/G/Bの各画素情報に対する前記補間処理の各補間結果を出力し、前記周波数成分の存在を検出しかつ無彩色であることを検出しないときは、R/G/Bの各信号から前記周波数成分を除去して出力し、前記周波数成分の存在を検出しかつ無彩色であることを検出したときは、R/G/Bの各信号の水平/垂直方向の色差レベルに基づく補間係数を用いて水平/垂直方向について補間処理を行うようにしている。
【0009】
上記構成の画像処理装置およびその処理方法において、例えば、相関検出による信号処理を行う場合には、入力画像の空間サンプリング周波数に対する1/2の周波数成分があると、縦の相関が強いか横の相関が強いか判定できないことから、空間サンプリング周波数の1/2の周波数成分の検出を行うとともに、色に関する情報の検出、具体的には無彩色(=白)の検出を行う。ただし、この無彩色の検出は、空間サンプリング周波数の1/2の周波数成分を検出した場合にのみ意味を持つ。これは、無彩色であるならば、空間サンプリング周波数の1/2の領域でも、水平相関が強いか、垂直相関が強いかを判定できるためである。
【0010】
そして、空間サンプリング周波数の1/2の周波数成分を検出した場合において、無彩色と判定したならば、無彩色検出で算出した数値を持って水平補間または垂直補間を行う。これにより、無彩色時には、空間サンプリング周波数の1/2に対応する解像度まで特性を向上できる。一方、無彩色でない、つまり有彩色であると判定したならば、空間サンプリング周波数の1/2の周波数成分を含まないR/G/Bの各信号を出力する。これにより、空間サンプリング周波数の1/2付近の相関検出の誤検出を防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明による画像処理装置の基本構成を示すブロック図である。ここで、本画像処理装置の処理対象となるカラー固体撮像素子は、色配列として例えば図2に示すR(赤)G(緑)B(青)の原色ベイヤ配列のカラーフィルタ11を受光面上に有する単板式固体撮像素子12である。
【0012】
なお、色配列は原色ベイヤ配列に限定されるものではなく、さらにカラーフィルタもRGBの原色の色配列に限られるものではなく、他の原色の色配列の場合でも、補色を使用した色配列(例えば、Ye/Cy/Mg/G)の場合でも同様に適応可能である。また、固体撮像素子12としては、全画素の信号電荷を独立に読み出すいわゆる全画素読み出し方式のCCD(Charge Coupled Device) 固体撮像素子(以下、CCDエリアセンサと称する)を用いるものとするが、全画素読み出し方式ではないCCD固体撮像素子にも適応可能である。
【0013】
CCDエリアセンサ12から出力されるRGB点順次データは、信号処理部13において黒レベルクランプやホワイトバランスなどの信号処理が行われた後、検出部14および補間部15に供給される。検出部14は、入力されるRGB点順次データから最適な補間方法を検出し、その補間情報を補間部15へ送る。補間部15は、検出部14から入力される補間情報を基にRGB点順次データに対して補間処理を行って出力する。
【0014】
検出部14は、図3に示すように、空間サンプリング周波数fsの1/2の周波数成分を検出するfs/2検出部16と、補間すべき画素(以下、補間画素と称す)に関して上下および左右の互いに90°の整数倍の角度をなす4方向、即ち垂直(V)方向の相反する2方向および水平(H)方向の相反する2方向の計4方向の相関の程度を検出するVH相関検出部17と、補間画素に関して右上、左上、左下、右下の斜め方向、即ち上記4方向に対してそれぞれ45°の角度をなす4方向の相関の程度を検出する斜め相関検出部18とを有する構成となっている。
【0015】
なお、本例では、上下左右4方向に加え、斜め4方向の計8方向の相関の程度を検出する構成を例に採っているが、上下左右の4方向だけの相関の程度を検出する構成であっても良い。ただし、以下の説明では、8方向の場合を例に採って説明するものとする。
【0016】
一方、補間部15は、図4に示すように、検出部14から与えられる補間情報に基づいて、Rの画素情報に対して補間処理を行うR補間部19と、Gの画素情報に対して補間処理を行うG補間部20と、Bの画素情報に対して補間処理を行うB補間部21と、検出部14の検出情報に基づいてfs/2でのハッチ状のノイズが発生するのを抑止するための補正処理を行うfs/2補正処理部22とを有する構成となっている。
【0017】
以下に、検出部14におけるfs/2検出部16、VH相関検出部17および斜め相関検出部18の各構成例について説明する。
【0018】
図5は、検出部14におけるfs/2検出部16の具体的な構成の一例を示すブロック図である。なお、図6に、fs/2検出部16における通過フィルタの空間周波数‐レスポンスの特性を示す。
【0019】
このfs/2検出部16は、通過する周波数のレスポンスの最大値が入力画像の空間サンプリング周波数fsの1/2の空間周波数であるフィルタ特性、即ち図6の特性Aを持つfs/2通過フィルタ23と、通過する周波数のレスポンスの最大値が入力画像の空間サンプリング周波数fsの1/4の空間周波数であるフィルタ特性、即ち図6の特性Bを持つfs/4通過フィルタ24と、これら通過フィルタ23,24の各通過周波数成分に基づいてfs/2の周波数成分を検出するfs/2検出回路25とを有する構成となっている。
【0020】
fs/2検出部16はさらに、輝度Y0のレベルを所定の補正係数を掛けることによって補正する輝度補正回路26を有している。そして、この輝度補正回路26で補正された輝度レベルは、fs/2検出回路25に供給される。fs/2検出回路25は、fs/2,fs/4通過フィルタ23,24の各通過周波数成分を比較し、その比較結果からfs/2の周波数成分の存在の有無を検出する構成となっている。
【0021】
具体的には、fs/2,fs/4通過フィルタ23,24の各通過周波数成分の差分を求め、その差分から輝度補正回路26で補正された輝度レベルを引いた結果が正ならば、fs/2の周波数成分が存在するものとする。ここで、fs/2,fs/4通過フィルタ23,24の各通過周波数成分の差分から輝度レベルを引くのは、輝度によってスレッシュホールドが変動するのを抑制するためである。以上により、fs/2検出系27が構成されている。図7は、輝度Y0の検出の概念図である。
【0022】
fs/2検出部16にはさらに、色に関する情報、具体的には被写体が例えば5×5画素の領域で無彩色(=白)であるか否かを検出する無彩色検出系28が設けられている。この無彩色検出系28は、R/G/B信号の水平方向の色差レベルを算出する水平色差レベル算出回路29と、垂直方向の色差レベルを算出する垂直色差レベル算出回路30と、これら色差レベル算出回路29,30の各出力に基づいてfs/2相関検出を行い、水平/垂直方向の補間係数WhHGain/WhVGainを出力するfs/2相関検出回路31と、色差レベル算出回路29,30の各出力に基づいて無彩色の検出を行い、その無彩色レベルに応じた補間係数WhGainを出力する無彩色検出回路32とを有する構成となっている。
【0023】
図8は、fs/2検出回路25におけるfs/2検出(A)および無彩色検出(B)の概念図である。先ず、図8(A)のfs/2検出系27において、fs/2通過フィルタ23を通過した水平fs/2成分および垂直fs/2成分は、絶対値化(ABS;absolute)回路33,34で絶対値化された後、加算器35で加算される。同様にして、fs/4通過フィルタ24を通過した水平fs/4成分および垂直fs/4成分は、絶対値化回路36,37で絶対値化された後、加算器38で加算される。なお、輝度補正回路26においては、乗算器39で輝度Y0のレベルに所定の補正係数αを掛ける処理が行われる。
【0024】
加算器35の加算出力は、乗算器40で所定の補正係数βが掛けられた後、減算器41の一方の入力Aとなる。また、加算器38の加算出力は、加算器42で輝度Y0のレベルに所定の補正係数αを掛けたものが加算され、さらに加算器43で所定のオフセット値γが付与された後、減算器41の他方の入力Bとなる。ここで、補正係数βおよびオフセット値γは、スレッシュホールドを決めるパラメータとなる。
【0025】
減算器41は一方の入力Aから他方の入力Bを減算する。すなわち、減算器41において、fs/2成分(A)とfs/4成分(B)とを比較し(A−B)、その差分(A−B)が正、即ちfs/2成分>fs/4成分であれば、fs/2の周波数成分が存在する旨の判定結果を出す。そして、この差分(A−B)がルックアップテーブル(LUT)44を通して補間係数G2Gainとして出力される。すなわち、検出されたfs/2の周波数成分が多ければ多い程、ルックアップテーブル44からは大きな値の補間係数G2Gainが出力される。
【0026】
次に、図8(B)の無彩色検出系28において、R/G/Bの信号は、垂直方向、水平方向のバンドパスフィルタ45,46を通過し、絶対値化回路47,48で絶対値化された後、バンドパスフィルタ45,46とは直交した方向にローパスフィルタ49,50を通過する。これにより、垂直方向の色差レベルWhVおよび水平方向の色差レベルWhHが算出される。そして、垂直、水平方向の色差レベルWhV,レベルWhHは、減算器51にその2入力A,Bとして供給されるとともに、最小値算出回路52にも供給される。
【0027】
減算器51は、一方の入力Aから他方の入力Bを減算することで、垂直方向の色差レベルWhV(A)と水平方向の色差レベルWhH(B)とを比較する。この比較結果から、垂直方向の相関が強いか、水平方向の相関が強いを判定することができる。すなわち、WhH>WhVのときは垂直方向の相関が強い、即ち縦縞であると判定し、WhV>WhHのときは垂直方向の相関が強い、即ち縦縞であると判定する。そして、減算器51の減算出力(A−B)は、ルックアップテーブル53を通して、垂直方向/水平方向の相関の度合いに応じた補間係数WhVGain/WhHGainとして出力される。なお、垂直方向の補間係数WhVGainと水平方向の補間係数WhHGainとは相補的な関係にあり、WhVGain+WhHGainは常に一定である。
【0028】
また、最小値算出回路52は、垂直方向の色差レベルWhVおよび水平方向の色差レベルWhHのうち、小さい方の数値を減算器54にその一方の入力Aとして供給する。減算器54の他方の入力Bとしては、輝度Y0に乗算器55で所定の補正係数δを掛け、さらに減算器56で所定のオフセット値εを減算して得られる参照値が供給される。減算器54は、色差レベルWhV,WhHの小さい方の数値Aと参照値Bとを比較し(A−B)、その比較結果が負、即ち数値Aが参照値Bよりも小さければ無彩色(白)と判定する。そして、減算器54の減算出力(A−B)は、ルックアップテーブル57を通して、無彩色レベルに応じた補間係数WhGainとして出力される。
【0029】
図9は、VH相関検出部17および斜め相関検出部18の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【0030】
VH相関検出部17は、補間画素の右側の画素の画素情報に基づいて相関の程度を示す相関値を算出する右側相関値算出回路61と、補間画素の左側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する左側相関値算出回路62と、補間画素の上側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する上側相関値算出回路63と、補間画素の下側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する下側相関値算出回路64と、これら相関値算出回路61〜64で算出した各相関値を補間ゲインに変換して出力する相関値→補間ゲイン変換回路65とから構成されている。
【0031】
上記構成のVH相関検出部17において、相関値→補間ゲイン変換回路65からは、水平垂直補間用ゲインRGain,LGain,TGain,BGainおよび水平垂直RB補間用ゲインRGainD,LGainD,TGainD,BGainDが補間係数として出力される。
【0032】
斜め相関検出部18は、補間画素の右上側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する右上側相関値算出回路66と、補間画素の左上側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する左上側相関値算出回路67と、補間画素の左下側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する左下側相関値算出回路68と、補間画素の右下側の画素の画素情報に基づいて相関値を算出する右下側相関値算出回路69と、これら相関値算出回路66〜69で算出した各相関値を補間ゲインに変換し、補間係数として斜め補間用ゲインD1Gain〜D4Gainを出力する相関値→補間ゲイン変換回路70とから構成されている。
【0033】
さらに、水平垂直4方向と斜め4方向は互いに直交していないため、VH‐斜め比較回路60において、水平垂直の相関値と斜めの相関値を比較することにより、斜め補間補正用ゲインVHGain,DGainを補間係数として算出するようにしている。
【0034】
続いて、補間部15におけるR/G/Bの各補間部およびfs補正処理部22の各構成例について説明する。
【0035】
図10は、G補間部20の具体的な構成の一例を示すブロック図である。図10において、色分離後のGのデータは水平垂直4方向、即ち右側、左側、上側、下側の各相関用処理回路71,72,73,74にそれぞれ供給され、これら相関用処理回路71,72,73,74において4方向の補間データGr,Gl,Gt,Gbが生成される。これら補間データGr,Gl,Gt,Gbは、補間する方向にLPFを通すことで生成される。
【0036】
補間データGr,Gl,Gt,Gbは各々、乗算器75,76,77,78において、図9に示すVH相関検出部17で決定された補間係数、即ち水平垂直補間用ゲインRGain,LGain,TGain,BGainがそれぞれ掛けられる。そして、加算器79〜81で加算されることにより、Gの補間処理が行われる。補間処理後のGの画像データは、(1)式で表される。
【0037】
斜め4方向についても同様に、右上側、左上側、左下側、右下側の各相関用処理回路82,83,84,85において、D1/D2/D3/D4の各方向の補間データが生成され、乗算器86,87,88,89において、図9に示す斜め相関検出部18で決定された斜め補間用ゲインD1Gain,D2Gain,D3Gain,D4Gainがそれぞれ掛けられた後、加算器90〜92で足し合わされることによって補間処理が行われる。
【0038】
また、水平垂直4方向相関検出/補間によるGの画像データGvhと、斜め4方向相関検出/補間によるGの画像データGdを、状況に合わせて(2)式に示すように混合比を変化させて加算する。混合比の調整は、図9に示すVH‐斜め比較回路60で算出される斜め補間補正用ゲインVHGain,DGainによって行われる。
G=Gvh×VHGain+Gd×DGain ……(2)
【0039】
図11は、R,B補間部19,21の具体的な構成の一例を示すブロック図である。このR,B補間部19,21の構成については、図10に示すG補間部20の構成と基本的に同じである。したがって、図11中、図10と同等部分には同一符号を付して示してある。ただし、右側、左側、上側、下側の各相関用処理回路71′,72′,73′,74′における補間データの生成法については、Gの場合に比べて複雑である。その理由として2つあり、RB補間用相関検出を行うことと、G/2成分をRBに加えるためである。
【0040】
そのため、RG補間用相関検出は、水平(右、左)の補間データ用と垂直方向(上、下)の補間データ用では別々に行う。具体的には、R画素およびB画素の信号からR信号/B信号を補間する際に、先述した水平垂直RG補間用ゲインRGainD,LGainD,TGainD,BGainDを、R/B専用の補間係数として算出して用いる。これについては、本発明の要旨ではないので、ここではその詳細な説明は省略する。
【0041】
図12は、fs/2補正処理部22の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【0042】
図12において、RGB信号は、無彩色用処理回路101および有彩色用処理回路102に供給される。無彩色用処理回路101は、入力画像に対して水平方向の補間処理を行う水平補間回路103と、入力画像に対して垂直方向の補間処理を行う垂直補間回路104と、これら補間回路103,104の各出力に対してfs/2検出部16から与えられる補間係数WhHGain,WhVGainを掛ける乗算器105,106と、これら乗算器105,106の各乗算出力を加算する加算器107とを有する構成となっている。
【0043】
この無彩色用処理回路101を経た信号は、乗算器108でfs/2検出部16から与えられる補間係数WhGainが掛けられた後、加算器109の一方の入力となる。加算器109の他方の入力としては、有彩色用処理回路102を経た信号に、乗算器110でfs/2検出部16から与えられる補間係数WhGainから算出される補間係数WhGain′を掛けたものが与えられる。補間係数WhGain′は、例えば、定数より補間係数WhGainを引くことにより算出される。なお、有彩色用処理回路102は、図13の特性図に示すように、入力画像の空間サンプリング周波数fsの1/2の周波数成分のレスポンスが0であるフィルタ特性を持つfs/2トラップ回路によって構成されている。
【0044】
加算器109の加算出力は、乗算器111でfs/2検出部16から与えられる補間係数G2Gainが掛けられた後、加算器112の一方の入力となる。また、R/G/Bの各補間部19,20,21から供給される各補間出力RIP/GIP/BIPは、乗算器113でfs/2検出部16から与えられる補間係数G2Gainから算出される補間係数G2Gain′が掛けられた後、加算器112の他方の入力となる。なお、補間係数G2Gain′は、例えば、定数より補間係数G2Gainを引くことにより算出される。図14は、fs/2補正処理部22における補正処理の概念図である。この概念図から明らかなように、補正処理はR/G/Bの各信号ごとに行われる。
【0045】
上記構成の画像処理装置において、fs/2検出部16では先ず、図5に示すfs/2検出系27によってfs/2の周波数成分の存在の有無が検出される。すなわち、色分離後のG信号をfs/2通過フィルタ23およびfs/4通過フィルタ24に通し、fs/2検出回路25において、それらの差分から輝度Y0のレベルに所定の補正係数αを掛けたものを減算し、その減算結果が正ならば、fs/2の周波数成分が存在するものとする。
【0046】
また、無彩色検出系28では、被写体が例えば5×5画素の領域で無彩色であるか否かの検出が行われる。すなわち、図8(B)から明らかなように、垂直方向、水平方向それぞれに対してバンドパスフィルタ45,46を通した後、絶対値化回路47,48で絶対値をとり、それをバンドパスフィルタ45,46とは直交した方向にローパスフィルタ49,50を通した値のうち、小さい方の数値(WhV/WhH)が、輝度Y0に所定の補正係数δを掛けた値よりも小さければ、無彩色(白)と判定する。
【0047】
そして、fs/2補正処理部22においては、fs/2検出部16のfs/2検出系27から与えられる補間係数G2Gain,G2Gain′、並びに無彩色検出系28から与えられる補間係数WhHGain,WhVGainおよび補間係数WhGain,WhGain′に基づいて、fs/2の周波数成分の存在を検出しないとき、また検出した場合であって無彩色のとき又は有彩色のときにそれぞれ最適な補正処理が実行される。これら各補正処理について、以下に説明する。
【0048】
先ず、fs/2の周波数成分の存在を検出しない場合には、fs/2付近の相関検出の誤検出の問題は生じないことから、通常のRGB補間処理が行われる。すなわち、fs/2の検出成分が少ないことから、fs検出部16のfs/2検出系27から与えられる補間係数G2Gainが小さく、かつ補間係数G2Gain′が大きいことから、加算器112での混合の比率は、R/G/Bの各補間部19,20,21から供給される各補間出力RIP/GIP/BIP側が大となり、補間出力RIP/GIP/BIPが主として出力される。
【0049】
次に、fs/2の周波数成分の存在を検出した場合には、無彩色検出系28の判定結果に基づいて補正処理を行う。先ず、無彩色でない、つまり有彩色であると判定された場合には、無彩色検出系28から与えられる補間係数WhGainが小さく、かつ補間係数WhGain′が大きいことから、加算器109での混合の比率は、有彩色用処理回路102側が大となり、有彩色用処理回路102でfs/2の周波数成分が除去されたR/G/Bの各信号が主として出力される。このとき、加算器112での混合の比率は、fs/2の周波数成分の検出時であるから、有彩色用処理回路102側が大となっている。
【0050】
一方、fs/2の周波数成分の存在を検出した場合において、無彩色であると判定された場合には、fs/2の領域であっても、水平相関が強いか、垂直相関が強いかを判定できるため、図12に示す無彩色処理回路101において、無彩色検出で算出された数値、即ち無彩色検出系28から与えられる補間係数WhHGain,WhVGainを用いて水平補間回路103を経た信号と垂直補間回路104を経た信号との混合比を変えることによって、水平補間または垂直補間を行う。この場合、無彩色が前提であるため、図14の概念図から明らかなように、RBはGで代用する。
【0051】
上述したように、fs/2の周波数成分の存在を検出した場合において、有彩色と判定した場合には、R/G/Bの各補間部19,20,21で補間処理された補間出力RIP/GIP/BIPを使用せずに、fs/2の周波数成分が除去されたR/G/Bの信号を使用するようにしたことで、相関検出による信号処理を行う際に、fs/2の空間周波数があっても、fs/2付近の相関検出の誤検出を防止できるため、破綻のない画像の再現が可能となる。
【0052】
しかも、fs/2の周波数成分を検出した場合において、無彩色と判定した場合には、fs/2の周波数成分が除去されたR/G/Bの信号を使用せずに、無彩色検出で算出した数値を持って水平補間または垂直補間を行うようにしたことで、無彩色を撮像した場合における解像度をfs/2相当まで上げることが可能となる。一例として、VGA(Video Graphics Array)(640×480)画素の場合において、無彩色の被写体では解像度がfs/2相当である480本まで改善できることになる。
【0053】
図15は、本発明に係るカメラの一例を示す概略構成図である。図15において、被写体からの入射光は、レンズ121等を含む光学系によってCCDエリアセンサ122の受光面(撮像面)上に結像される。CCDエリアセンサ122の受光面上には、色配列が例えば原色ベイヤ配列のカラーフィルタ123が設けられている。CCDエリアセンサ122は、CCD駆動回路124によって露光、信号電荷の読み出しおよび転送などの駆動制御が行われる。
【0054】
CCDエリアセンサ122の出力信号は画像処理装置125に供給され、種々の信号処理が行われる。この画像処理装置125として、水平垂直および斜めの8方向の相関を検出し、その検出結果に基づいて適応型補間処理を行うとともに、fs/2の周波数成分の検出時において、無彩色の場合と有彩色の場合で補間処理を変える構成の上記実施形態に係る画像処理装置が用いられる。
【0055】
このように、例えば原色ベイヤ配列のカラーフィルタ123を持つCCDエリアセンサ122を撮像デバイスとして用いたカメラにおいて、相関検出による信号処理を行う際に、fs/2の空間周波数成分が存在しても、fs/2付近の相関検出の誤検出を防止でき、破綻のない画像の再現が可能になるとともに、光学LPFを用いてfs/2付近のレスポンスを0とする必要がなくなり、レスポンスが0となる空間周波数を高くすることが可能となるため、再現画像の解像度/解像感を向上できる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベイヤ配列のカラーフィルタを受光面上に有する固体撮像素子から出力される画像信号に対して、補間すべき画素とその周辺画素との相関を検出して色補正処理を行うに当たり、前記補間すべき画素に関して補間する方向にローパスフィルタを通すことによって得られる補間データに補間係数を乗算し、その乗算結果を加算することによって補間処理を行う際に、fs/2の周波数成分の存在を検出し、その周波数成分の存在を検出した場合において、有彩色と判定したときには、fs/2の周波数成分が除去されたR/G/Bの各信号を使用するようにしたことにより、fs/2付近の相関検出の誤検出を防止できるため、破綻のない画像が再現可能となり、また無彩色と判定したときには、無彩色検出で算出した数値を持って水平補間または垂直補間を行うようにしたことにより、無彩色を撮像した場合における解像度をfs/2相当まで上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像処理装置の基本構成を示すブロック図である。
【図2】カラーフィルタの原色ベイヤ配列図である。
【図3】検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図4】補間部の構成の一例を示すブロック図である。
【図5】fs/2検出部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図6】fs/2検出部における通過フィルタの空間周波数‐レスポンスの特性図である。
【図7】輝度Y0の検出の概念図である。
【図8】fs/2検出の概念図であり、(A)はfs/2検出系を、(B)は無彩色検出系をそれぞれ示している。
【図9】VH相関検出部および斜め相関検出部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図10】G補間部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図11】R,B補間部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図12】fs/2補正処理部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図13】fs/2トラップ回路の特性図である。
【図14】fs/2補正処理の概念図である。
【図15】本発明に係るカメラの一例を示す概略構成図である。
【図16】課題を説明するための図である。
【符号の説明】
11,123…カラーフィルタ、12,122…CCDエリアセンサ、14…検出部、15…補間部、16…fs/2検出部、17…VH相関検出部、18…斜め相関検出部、19…R補間部、20…G補間部、21…B補間部、22…fs/2補正処理部、23…fs/2通過フィルタ、24…fs/4通過フィルタ、25…fs/2検出回路、26…輝度補正回路、27…fs/2検出系、28…無彩色検出系、29…水平色差レベル算出回路、30…垂直色差レベル算出回路、31…fs/2相関検出回路、32…無彩色検出回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing device, an image processing method, and a camera, and more particularly, to an image processing device that processes an output signal of a solid-state imaging device having a color filter on a light receiving surface, a processing method thereof, and a camera using these.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an optical LPF (Low Pass Filter) is used to remove a half of the spatial sampling frequency fs for the purpose of removing aliasing noise before image information enters the solid-state imaging device. There were restrictions. As described above, by performing band limitation using the optical LPF, the output signal of the solid-state imaging device does not include a frequency component in the vicinity of 1/2 of the spatial sampling frequency fs. The image will be lost. On the other hand, in order not to impair the sense of resolution of the captured image, instead of using the optical LPF having the characteristics as described above, the response at a point higher than half the frequency of the spatial sampling frequency fs. Should be 0.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the response at a point higher than the frequency of fs / 2 is set to 0, not only a false signal is generated, but also the color arrangement of the primary color Bayer arrangement of, for example, R (red), G (green), and B (blue). When performing signal processing by correlation detection in a solid-state imaging device having a color filter, when detecting a correlation by G, if there is a spatial frequency of fs / 2, the vertical correlation is strong or the horizontal correlation is strong. It becomes impossible to determine whether or not the image quality deteriorates.
[0004]
That is, in FIG. 16, a horizontal fs / 2 image (b) signal or a vertical fs / 2 image (c) signal with respect to the pixel array of the solid-state imaging device corresponding to the primary color RGB Bayer array (a). When the signal comes in, the output signal (d) when focusing only on the G pixel is the same for both horizontal fs / 2 (b) and vertical fs / 2 (c). Therefore, it is impossible to determine whether the vertical correlation is strong (horizontal fs / 2) or the horizontal correlation is strong (vertical fs / 2) only by looking at the G output signal.
[0005]
In FIG. 16A, Gr / Gb indicates G pixels in the R row / G pixels in the B row, respectively. In FIG. 4D, R / G pixels are displayed in black, and attention should be paid to gray (scattered) pixels and white pixels.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to reliably determine whether the vertical correlation is strong or the horizontal correlation is strong, and it is possible to reproduce an image without failure. Another object is to provide an image processing apparatus and an image processing method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An image processing apparatus according to the present invention includes: Bayer When color correction processing is performed by detecting the correlation between a pixel to be interpolated and its surrounding pixels, an image signal output from a solid-state imaging device having an array of color filters on the light receiving surface should be interpolated. An image processing apparatus for performing interpolation processing by multiplying interpolation data obtained by passing a low-pass filter in a direction to be interpolated with respect to a pixel and adding the multiplication result, and for a spatial sampling frequency of an input image A frequency detection circuit that detects the presence of a frequency component that is ½ times the color, a color information detection circuit that detects whether a predetermined area of the subject is an achromatic color based on each signal of R / G / B, and R An R interpolation unit that performs the interpolation process on the pixel information of G, a G interpolation unit that performs the interpolation process on the G pixel information, a B interpolation unit that performs the interpolation process on the B pixel information, in front When the frequency detection circuit does not detect the presence of the frequency component, it outputs the interpolation results of the R interpolation unit, the G interpolation unit, and the B interpolation unit, and the frequency detection circuit detects the presence of the frequency component. When the information detection circuit does not detect that the color is achromatic, the frequency component is removed from each R / G / B signal and output, and the frequency detection circuit detects the presence of the frequency component and When the information detection circuit detects an achromatic color, a correction is performed to perform the interpolation processing in the horizontal / vertical direction using an interpolation coefficient based on the color difference level in the horizontal / vertical direction of each R / G / B signal. And a processing unit.
[0008]
An image processing method according to the present invention includes: Bayer When color correction processing is performed by detecting the correlation between a pixel to be interpolated and its surrounding pixels, an image signal output from a solid-state imaging device having an array of color filters on the light receiving surface should be interpolated. An image processing method for performing interpolation processing by multiplying interpolation data obtained by passing a low-pass filter in a direction to be interpolated with respect to a pixel and adding the multiplication result, and each pixel of R / G / B While performing the interpolation processing on the information, the presence of a frequency component that is ½ times the spatial sampling frequency of the input image is detected, and a predetermined area of the subject is determined based on each R / G / B signal. Is detected, and if the presence of the frequency component is not detected, each interpolation result of the interpolation processing for each pixel information of the R / G / B is output, and the frequency component When detecting the presence and not detecting the achromatic color, the frequency component is removed from each R / G / B signal and output, and the presence of the frequency component is detected and the achromatic color is detected. When detected, interpolation processing is performed in the horizontal / vertical direction using an interpolation coefficient based on the color difference level in the horizontal / vertical direction of each R / G / B signal.
[0009]
In the image processing apparatus and the processing method with the above configuration, for example, when performing signal processing by correlation detection, if there is a half frequency component with respect to the spatial sampling frequency of the input image, the vertical correlation is strong or horizontal Since it is not possible to determine whether the correlation is strong, the frequency component that is ½ of the spatial sampling frequency is detected, and information about the color, specifically, achromatic color (= white) is detected. However, the detection of the achromatic color is meaningful only when a frequency component that is ½ of the spatial sampling frequency is detected. This is because if it is an achromatic color, it can be determined whether the horizontal correlation is strong or the vertical correlation is strong even in a half of the spatial sampling frequency.
[0010]
When a half frequency component of the spatial sampling frequency is detected, if it is determined that the color is achromatic, horizontal interpolation or vertical interpolation is performed using the numerical value calculated by the achromatic color detection. Thereby, at the time of an achromatic color, a characteristic can be improved to the resolution corresponding to 1/2 of the spatial sampling frequency. On the other hand, if it is determined that the color is not an achromatic color, that is, a chromatic color, R / G / B signals not including a frequency component that is 1/2 of the spatial sampling frequency are output. This can prevent erroneous detection of correlation detection in the vicinity of ½ of the spatial sampling frequency.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an image processing apparatus according to the present invention. Here, the color solid-state imaging device to be processed by the image processing apparatus uses, for example, the color filter 11 of the primary color Bayer array of R (red) G (green) B (blue) shown in FIG. This is a single plate type solid-
[0012]
Note that the color arrangement is not limited to the primary color Bayer arrangement, and the color filter is not limited to the RGB primary color arrangement, and even in the case of other primary color arrangements, a color arrangement using complementary colors ( For example, the case of Ye / Cy / Mg / G) can be similarly applied. Further, as the solid-
[0013]
The RGB point sequential data output from the
[0014]
As shown in FIG. 3, the
[0015]
In this example, a configuration that detects the degree of correlation in a total of eight directions in four oblique directions in addition to the four directions in the upper, lower, left, and right directions is used as an example. It may be. However, in the following description, the case of 8 directions will be described as an example.
[0016]
On the other hand, as illustrated in FIG. 4, the
[0017]
Below, each structural example of the fs / 2
[0018]
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the fs / 2
[0019]
This fs / 2
[0020]
The fs / 2
[0021]
Specifically, if the difference between the pass frequency components of the fs / 2 and fs / 4 pass filters 23 and 24 is obtained and the luminance level corrected by the
[0022]
The fs / 2
[0023]
FIG. 8 is a conceptual diagram of fs / 2 detection (A) and achromatic color detection (B) in the fs / 2
[0024]
The added output of the
[0025]
The
[0026]
Next, in the achromatic
[0027]
The
[0028]
Further, the minimum
[0029]
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the VH
[0030]
The VH
[0031]
In the VH
[0032]
The diagonal
[0033]
Further, since the four horizontal and vertical directions and the four oblique directions are not orthogonal to each other, the VH-
[0034]
Next, configuration examples of the R / G / B interpolation units and the fs
[0035]
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the
[0036]
The interpolation data Gr, Gl, Gt, and Gb are respectively multiplied by the interpolation coefficients determined by the VH
[0037]
Similarly, in the four oblique directions, interpolation data in each direction of D1 / D2 / D3 / D4 is generated in the
[0038]
Further, the G image data Gvh by horizontal / vertical four-way correlation detection / interpolation and the G image data Gd by diagonal four-way correlation detection / interpolation are changed according to the situation as shown in equation (2). And add. The adjustment of the mixing ratio is performed by the diagonal interpolation correction gains VHGain and DGain calculated by the VH-
G = Gvh × VHGain + Gd × DGain (2)
[0039]
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the R and
[0040]
Therefore, the correlation detection for RG interpolation is performed separately for horizontal (right, left) interpolation data and vertical (up, down) interpolation data. Specifically, when the R signal / B signal is interpolated from the R pixel and B pixel signals, the above-described horizontal / vertical RG interpolation gains RGainD, LGainD, TGainD, and BGainD are calculated as interpolation coefficients dedicated to R / B. And use. Since this is not the gist of the present invention, detailed description thereof is omitted here.
[0041]
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the fs / 2
[0042]
In FIG. 12, the RGB signals are supplied to the achromatic
[0043]
The signal that has passed through the achromatic
[0044]
The addition output of the
[0045]
In the image processing apparatus configured as described above, the fs / 2
[0046]
The achromatic
[0047]
In the fs / 2
[0048]
First, when the presence of the frequency component of fs / 2 is not detected, there is no problem of erroneous detection of correlation detection in the vicinity of fs / 2, and therefore normal RGB interpolation processing is performed. That is, since the detection component of fs / 2 is small, the interpolation coefficient G2Gain given from the fs / 2
[0049]
Next, when the presence of the frequency component of fs / 2 is detected, correction processing is performed based on the determination result of the achromatic
[0050]
On the other hand, when the presence of the frequency component of fs / 2 is detected and it is determined that the color is achromatic, whether the horizontal correlation is strong or the vertical correlation is strong even in the fs / 2 region. 12 can be determined. In the achromatic
[0051]
As described above, when the presence of the frequency component of fs / 2 is detected, if it is determined that the color component is a chromatic color, the interpolation output RIP subjected to interpolation processing by the R / G /
[0052]
In addition, when the frequency component of fs / 2 is detected and it is determined that the color is achromatic, it is possible to detect achromatic color without using the R / G / B signal from which the frequency component of fs / 2 is removed. By performing the horizontal interpolation or the vertical interpolation with the calculated numerical value, it becomes possible to increase the resolution when an achromatic color is imaged to the equivalent of fs / 2. As an example, in the case of VGA (Video Graphics Array) (640 × 480) pixels, the resolution of an achromatic subject can be improved to 480 lines corresponding to fs / 2.
[0053]
FIG. 15 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a camera according to the present invention. In FIG. 15, incident light from a subject is imaged on a light receiving surface (imaging surface) of a
[0054]
The output signal of the
[0055]
Thus, for example, in a camera using a
[0056]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention, Bayer array When detecting the correlation between a pixel to be interpolated and its surrounding pixels and performing color correction processing on an image signal output from a solid-state imaging device having a color filter on the light receiving surface, interpolation is performed on the pixel to be interpolated. When interpolation processing is performed by multiplying the interpolation data obtained by passing the low-pass filter in the direction to be performed and adding the multiplication results, the presence of the frequency component of fs / 2 is detected, and the frequency component is detected. In the case of detecting the presence of a chromatic color, the R / G / B signal from which the frequency component of fs / 2 is removed is used to detect correlation near fs / 2. Since false detection can be prevented, an image without failure can be reproduced, and when it is determined that the color is achromatic, horizontal or vertical interpolation is performed using the value calculated by achromatic color detection. By the the performed, the resolution in the case where the achromatic captured it is possible to raise up to fs / 2 equivalent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a primary color Bayer arrangement diagram of a color filter.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a detection unit.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an interpolation unit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of an fs / 2 detection unit.
FIG. 6 is a characteristic diagram of the spatial frequency-response of the pass filter in the fs / 2 detector.
FIG. 7 is a conceptual diagram of detection of luminance Y0.
8A and 8B are conceptual diagrams of fs / 2 detection, where FIG. 8A shows an fs / 2 detection system and FIG. 8B shows an achromatic color detection system.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of a VH correlation detection unit and a diagonal correlation detection unit.
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of a G interpolation unit.
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of an R and B interpolation unit.
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of an fs / 2 correction processing unit.
FIG. 13 is a characteristic diagram of the fs / 2 trap circuit.
FIG. 14 is a conceptual diagram of fs / 2 correction processing.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing an example of a camera according to the present invention.
FIG. 16 is a diagram for explaining a problem;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,123 ... Color filter, 12,122 ... CCD area sensor, 14 ... Detection part, 15 ... Interpolation part, 16 ... fs / 2 detection part, 17 ... VH correlation detection part, 18 ... Oblique correlation detection part, 19 ... R Interpolation unit, 20 ... G interpolation unit, 21 ... B interpolation unit, 22 ... fs / 2 correction processing unit, 23 ... fs / 2 pass filter, 24 ... fs / 4 pass filter, 25 ... fs / 2 detection circuit, 26 ...
Claims (16)
入力画像の空間サンプリング周波数に対して1/2倍した周波数成分の存在を検出する周波数検出回路と、
R(赤)/G(緑)/B(青)の各信号を基に被写体の所定の領域が無彩色であるかを検出する情報検出回路と、
Rの画素情報に対して前記補間処理を行うR補間部と、
Gの画素情報に対して前記補間処理を行うG補間部と、
Bの画素情報に対して前記補間処理を行うB補間部と、
前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しないときは、前記R補間部、前記G補間部および前記B補間部の各補間結果を出力し、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しかつ前記情報検出回路が無彩色であることを検出しないときは、R/G/Bの各信号から前記周波数成分を除去して出力し、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しかつ前記情報検出回路が無彩色であることを検出したときは、R/G/Bの各信号の水平/垂直方向の色差レベルに基づく補間係数を用いて水平/垂直方向について前記補間処理を行う補正処理部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 When the color correction processing is performed by detecting the correlation between the pixel to be interpolated and the surrounding pixels for the image signal output from the solid-state imaging device having the Bayer array color filter on the light receiving surface, the interpolation is performed. An image processing apparatus that performs interpolation processing by multiplying interpolation data obtained by passing a low-pass filter in a direction to be interpolated with respect to a power pixel, and adding the multiplication result,
A frequency detection circuit that detects the presence of a frequency component that is ½ times the spatial sampling frequency of the input image;
An information detection circuit for detecting whether a predetermined area of the subject is an achromatic color based on each signal of R (red) / G (green) / B (blue);
An R interpolation unit that performs the interpolation processing on R pixel information;
A G interpolation unit that performs the interpolation processing on G pixel information;
A B interpolation unit for performing the interpolation processing on the B pixel information;
When the frequency detection circuit does not detect the presence of the frequency component, the interpolation results of the R interpolation unit, the G interpolation unit, and the B interpolation unit are output, and the frequency detection circuit detects the presence of the frequency component. When the information detection circuit does not detect that the color is achromatic, the frequency component is removed from each R / G / B signal and output, and the frequency detection circuit detects the presence of the frequency component. When the information detection circuit detects an achromatic color, the interpolation processing is performed in the horizontal / vertical direction using an interpolation coefficient based on the color difference level in the horizontal / vertical direction of each signal of R / G / B. An image processing apparatus comprising: a correction processing unit.
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。The frequency detection circuit includes a first filter in which a maximum response value of a passing frequency is a half of a spatial sampling frequency of an input image, and a maximum value of a response of a passing frequency is a spatial sampling of the input image. A detection unit that detects a frequency component that is ½ of the spatial sampling frequency by comparing each of the passing frequency components of the second filter that is ¼ of the frequency and the first and second filters. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 2, wherein the frequency detection circuit includes means for subtracting an average signal level of pixels in the vicinity of the pixel to be interpolated from a pass frequency component of the first filter.
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。The color information detection circuit detects a change amount in the horizontal direction and the vertical direction of the input image signal around the pixel to be interpolated, and the horizontal direction and the vertical direction detected by the change amount detection circuit. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: an achromatic color detection circuit that detects an achromatic color level based on each direction change amount.
ことを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。The achromatic color detection circuit detects an achromatic color level by comparing a predetermined reference value with a minimum value of each change amount in the horizontal direction and the vertical direction detected by the change amount detection circuit. The image processing apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。The correction processing unit includes an achromatic color processing circuit that performs the interpolation processing in the horizontal direction or the vertical direction with respect to the input image, and a chromatic color that removes a frequency component that is ½ of the spatial sampling frequency of the input image. Processing circuit, and a first mixing circuit that mixes a signal that has passed through the achromatic color processing circuit and a signal that has passed through the chromatic color processing circuit at a first mixing ratio according to the detection output of the color information detection circuit The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。The color information detection circuit includes an achromatic color detection circuit that detects an achromatic color level based on each change amount of the input image signal in the horizontal direction and the vertical direction around the pixel to be interpolated, and the first mixing circuit The first mixing ratio is changed so that a ratio of a signal which has passed through the processing circuit for achromatic color becomes large when an achromatic color level detected by the achromatic color detection circuit is large. 6. The image processing apparatus according to 6.
ことを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。The color information detection circuit includes a mixing ratio setting circuit that compares the horizontal and vertical changes detected by the change detection circuit and sets a second mixing ratio according to the comparison result. The achromatic color processing circuit includes a first signal processing system that performs horizontal interpolation on the input image, a second signal processing system that performs vertical interpolation on the input image, and the first signal processing. The image processing apparatus according to claim 6, further comprising: a second mixing circuit that mixes a signal that has passed through the system and a signal that has passed through the second signal processing system at the second mixing ratio.
ことを特徴とする請求項8記載の画像処理装置。In the mixing ratio setting circuit, when the amount of change in the vertical direction is large compared to the amount of change in the horizontal direction, the ratio of the signal that has passed through the first signal processing system is large, and the horizontal ratio is larger than the amount of change in the vertical direction. The image processing apparatus according to claim 8, wherein when the amount of change in direction is large, the second mixing ratio is changed so that a ratio of signals that have passed through the second signal processing system is increased.
R(赤)/G(緑)/B(青)の各画素情報に対して前記補間処理を行う一方、
入力画像の空間サンプリング周波数に対して1/2倍した周波数成分の存在を検出するとともに、R/G/Bの各信号を基に被写体の所定の領域が無彩色であるかを検出し、
前記周波数成分の存在を検出しないときは、前記R/G/Bの各画素情報に対する前記補間処理の各補間結果を出力し、前記周波数成分の存在を検出しかつ無彩色であることを検出しないときは、R/G/Bの各信号から前記周波数成分を除去して出力し、前記周波数成分の存在を検出しかつ無彩色であることを検出したときは、R/G/Bの各信号の水平/垂直方向の色差レベルに基づく補間係数を用いて水平/垂直方向について前記補間処理を行う補正処理を実行する
ことを特徴とする画像処理方法。 When the color correction processing is performed by detecting the correlation between the pixel to be interpolated and the surrounding pixels for the image signal output from the solid-state imaging device having the Bayer array color filter on the light receiving surface, the interpolation is performed. An image processing method for performing interpolation processing by multiplying interpolation data obtained by passing a low-pass filter in a direction to be interpolated with respect to a power pixel, and adding the multiplication result,
While performing the interpolation processing on each pixel information of R (red) / G (green) / B (blue),
Detects the presence of a frequency component that is ½ times the spatial sampling frequency of the input image, detects whether a predetermined area of the subject is achromatic based on each R / G / B signal,
When the presence of the frequency component is not detected, each interpolation result of the interpolation processing for each pixel information of the R / G / B is output, and the presence of the frequency component is detected and the achromatic color is not detected When the frequency components are removed from the R / G / B signals and output, and the presence of the frequency components is detected and the achromatic color is detected, the R / G / B signals are output. An image processing method comprising: performing correction processing for performing the interpolation processing in the horizontal / vertical direction using an interpolation coefficient based on a color difference level in the horizontal / vertical direction.
ことを特徴とする請求項10記載の画像処理方法。In the detection of the information on the color, each change amount in the horizontal direction and the vertical direction of the input image signal is detected around the pixel to be interpolated, and an achromatic color level is detected based on each change amount. The image processing method according to claim 10 .
ことを特徴とする請求項11記載の画像処理方法。The image processing method according to claim 11 , wherein the achromatic color level is detected by comparing a minimum value of each change amount in the horizontal direction and the vertical direction with a predetermined reference value.
ことを特徴とする請求項11記載の画像処理方法。In the correction process, a signal obtained by performing the interpolation process in the horizontal direction or the vertical direction on the input image, and a signal obtained by removing a frequency component of 1/2 of the spatial sampling frequency from the input image, The image processing method according to claim 11 , wherein mixing is performed at a mixing ratio corresponding to an achromatic color level.
前記画像処理装置は、
入力画像の空間サンプリング周波数に対して1/2倍した周波数成分の存在を検出する周波数検出回路と、
R(赤)/G(緑)/B(青)の各信号を基に被写体の所定の領域が無彩色であるかを検出する情報検出回路と、
Rの画素情報に対して前記補間処理を行うR補間部と、
Gの画素情報に対して前記補間処理を行うG補間部と、
Bの画素情報に対して前記補間処理を行うB補間部と、
前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しないときは、前記R補間部、前記G補間部および前記B補間部の各補間結果を出力し、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しかつ前記情報検出回路が無彩色であることを検出しないときは、R/G/Bの各信号から前記周波数成分を除去して出力し、前記周波数検出回路が前記周波数成分の存在を検出しかつ前記情報検出回路が無彩色であることを検出したときは、R/G/Bの各信号の水平/垂直方向の色差レベルに基づく補間係数を用いて水平/垂直方向について前記補間処理を行う補正処理部とを有する
ことを特徴とするカメラ。 For a solid-state image sensor having a Bayer array color filter on a light-receiving surface, an optical system for imaging incident light from a subject on the light-receiving surface of the solid-state image sensor, and an image signal output from the solid-state image sensor When the color correction processing is performed by detecting the correlation between the pixel to be interpolated and its surrounding pixels, the interpolation data obtained by passing the low-pass filter in the direction of interpolation for the pixel to be interpolated is multiplied by the interpolation coefficient. And an image processing apparatus that performs an interpolation process by adding the multiplication results,
The image processing apparatus includes:
A frequency detection circuit that detects the presence of a frequency component that is ½ times the spatial sampling frequency of the input image;
An information detection circuit for detecting whether a predetermined area of the subject is an achromatic color based on each signal of R (red) / G (green) / B (blue);
An R interpolation unit that performs the interpolation processing on R pixel information;
A G interpolation unit that performs the interpolation processing on G pixel information;
A B interpolation unit for performing the interpolation processing on the B pixel information;
When the frequency detection circuit does not detect the presence of the frequency component, the interpolation results of the R interpolation unit, the G interpolation unit, and the B interpolation unit are output, and the frequency detection circuit detects the presence of the frequency component. When the information detection circuit does not detect that the color is achromatic, the frequency component is removed from each R / G / B signal and output, and the frequency detection circuit detects the presence of the frequency component. When the information detection circuit detects an achromatic color, the interpolation processing is performed in the horizontal / vertical direction using an interpolation coefficient based on the color difference level in the horizontal / vertical direction of each signal of R / G / B. And a correction processing unit.
ことを特徴とする請求項14記載のカメラ。The color information detection circuit includes a change amount detection circuit that detects each change amount in the horizontal direction and the vertical direction of the input image signal around the pixel to be interpolated, and the horizontal direction detected by the change amount detection circuit and The camera according to claim 14, further comprising: an achromatic color detection circuit that detects an achromatic color level based on each amount of change in the vertical direction.
ことを特徴とする請求項14記載のカメラ。The correction processing unit includes an achromatic color processing circuit that performs the interpolation processing in the horizontal direction or the vertical direction with respect to the input image, and a chromatic color that removes a frequency component that is ½ of the spatial sampling frequency of the input image. And a mixing circuit that mixes the signal that has passed through the achromatic color processing circuit and the signal that has passed through the chromatic color processing circuit at a mixing ratio according to the detection output of the color information detection circuit. The camera according to claim 14 .
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