JP4305848B2 - 色フィルタアレイを用いた撮像装置 - Google Patents
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Description
R’=(R’13+R’31+R’35+R’53)/4・・・(a2)
G=(G32+G34)/2・・・(a3)
G’=(G’23+G’43)/2・・・(a4)
B=(B22+B44)/2・・・(a5)
B’=(B’24+B’42)/2・・・(a6)
次に、注目画素が第2の赤色画素である場合について考える。図5は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第2の赤色画素R’33である5行5列の配列を示している。この場合、第1の赤色画素の最近傍画素は、注目画素の2つ上の画素R13、2つ下の画素R53、2つ左の画素R31、2つ右の画素R35、の4つ存在する。したがって、これら4つの画素の信号R13、R53、R31、R35の平均を注目画素の第1の赤色信号Rとする。また、注目画素の第2の赤色信号R’としては、注目画素の信号R’33をそのまま用いる。また、第1の緑色画素の最近傍画素は、注目画素の左右に存在する2つの画素G32およびG34である。したがって、これら2つの画素の信号G32およびG34の平均を注目画素の第1の緑色信号Gとする。また、第2の緑色画素の最近傍画素は、注目画素の上下に存在する2つの画素G’23およびG’43である。したがって、これら2つの画素の信号G’23およびG’43の平均を注目画素の第2の緑色信号G’とする。また、第1の青色画素の最近傍画素は、注目画素の右上および左下に存在する2つの画素B24およびB42である。したがって、これら2つの画素の信号B24およびB42の平均を注目画素の第1の青色信号Bとする。また、第2の青色画素の最近傍画素は、注目画素の左上および右下に存在する2つの画素B’22およびB’44である。したがって、これら2つの画素の信号B’22およびB’44の平均を注目画素の第2の青色信号B’とする。以上の注目画素(図5の5行5列の配列の中心画素)の6色の信号R,R’,G,G’,B,B’の値を求める補間処理を式で表せば、以下の式(b1)〜(b6)に示す通りである。
R’=R’33・・・(b2)
G=(G32+G34)/2・・・(b3)
G’=(G’23+G’43)/2・・・(b4)
B=(B24+B42)/2・・・(b5)
B’=(B’22+B’44)/2・・・(b6)
次に、注目画素が第1の緑色画素である場合について考える。
図6は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第1の緑色画素G33である5行5列の配列(2種類ある)の1つを示している。
R’=(R’12+2*R’34+R’52)/4・・・(c2)
G=G33・・・(c3)
G’=(G’22+G’24+G’42+G’44)/4・・・(c4)
B=(B21+B25+2*B43)/4・・・(c5)
B’=(2*B’23+B’41+B’45)/4・・・(c6)
図7は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第1の緑色画素G33である5行5列の配列の他の1つを示している。
R’=(R’14+2*R’32+R’54)/4・・・(d2)
G=G33・・・(d3)
G’=(G’22+G’24+G’42+G’44)/4・・・(d4)
B=(2*B23+B41+B45)/4・・・(d5)
B’=(B’21+B’25+2*B’43)/4・・・(d6)
次に、注目画素が第2の緑色画素である場合について考える。
図8は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第2の緑色画素G’33である5行5列の配列(2種類ある)の1つを示している。
R’=(R’21+R’25+2*R’43)/4・・・(e2)
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G’=G’33・・・(e4)
B=(B12+2*B34+B52)/4・・・(e5)
B’=(B’14+2*B’32+B’54)/4・・・(e6)
図9は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第2の緑色画素G’33である5行5列の配列の他の1つを示している。
R’=(2*R’23+R’41+R’45)/4・・・(f2)
G=(G22+G24+G42+G44)/4・・・(f3)
G’=G’33・・・(f4)
B=(B14+2*B32+B54)/4・・・(f5)
B’=(B’12+2*B’34+B’52)/4・・・(f6)
次に、注目画素が第1の青色画素である場合について考える。図10は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第1の青色画素B33である5行5列の配列を示している。
この場合、第1の赤色画素の最近傍画素は、注目画素の左上および右下に存在する2つの画素R22およびR44である。したがって、これら2つの画素の信号R22およびR44の平均を注目画素の第1の赤色信号Rとする。また、第2の赤色画素の最近傍画素は、注目画素の右上および左下に存在する2つの画素R’24およびR’42である。したがって、これら2つの画素の信号R’24およびR’42の平均を注目画素の第2の赤色信号R’とする。また、第1の緑色画素の最近傍画素は、注目画素の上下に存在する2つの画素G23およびG43である。したがって、これら2つの画素の信号G23およびG43の平均を注目画素の第1の緑色信号Gとする。また、第2の緑色画素の最近傍画素は、注目画素の左右に存在する2つの画素G’32およびG’34である。したがって、これら2つの画素の信号G’32およびG’34の平均を注目画素の第2の緑色信号G’とする。また、注目画素の第1の青色信号Bとして、注目画素の信号B33をそのまま用いる。第2の青色画素の最近傍画素は、注目画素の2つ上の画素B’13、2つ下の画素B’53、2つ左の画素B’31、2つ右の画素B’35、の4つ存在する。したがって、これら4つの画素の信号B’13、B’53、B’31、B’35の平均を注目画素の第2の青色信号B’とする。以上の注目画素(図5の5行5列の配列の中心画素)の6色の信号R,R’,G,G’,B,B’の値を求める補間処理を式で表せば、以下の式(g1)〜(g6)に示す通りである。
R’=(R’24+R’42)/2・・・(g2)
G=(G23+G43)/2・・・(g3)
G’=(G’32+G’34)/2・・・(g4)
B=B33・・・(g5)
B’=(B’13+B’31+B’35+B’53)/4・・・(g6)
次に、注目画素が第2の青色画素である場合について考える。図11は、図3で示された4行4列の16画素配列を単位配列とするマルチバンド・カラーフィルタ2において、中心画素が第2の青色画素B’33である5行5列の配列を示している。この場合、第1の赤色画素の最近傍画素は、注目画素の右上および左下に存在する2つの画素R24およびR42である。したがって、これら2つの画素の信号R24およびR42の平均を注目画素の第1の赤色信号Rとする。また、第2の赤色画素の最近傍画素は、注目画素の左上および右下に存在する2つの画素R’22およびR’44である。したがって、これら2つの画素の信号R’22およびR’44の平均を注目画素の第2の赤色信号R’とする。また、第1の緑色画素の最近傍画素は、注目画素の上下に存在する2つの画素G23およびG43である。したがって、これら2つの画素の信号G23およびG43の平均を注目画素の第1の緑色信号Gとする。また、第2の緑色画素の最近傍画素は、注目画素の左右に存在する2つの画素G’32およびG’34である。したがって、これら2つの画素の信号G’32およびG’34の平均を注目画素の第2の緑色信号G’とする。また、第1の青色画素の最近傍画素は、注目画素の2つ上の画素B13、2つ下の画素B53、2つ左の画素B31、2つ右の画素B35、の4つ存在する。したがって、これら4つの画素の信号B13、B53、B31、B35の平均を注目画素の第1の赤色信号Bとする。また、注目画素の第2の青色信号B’としては、注目画素の信号B’33をそのまま用いる。以上の注目画素(図5の5行5列の配列の中心画素)の6色の信号R,R’,G,G’,B,B’の値を求める補間処理を式で表せば、以下の式(h1)〜(h6)に示す通りである。
2 マルチバンド・カラーフィルタ
3 光電変換イメージセンサ
4 ゲイン調整部
5 A/D変換部
6 マルチバンド色補間処理部
7 画像出力フォーマット変換部
8 画像出力インターフェース
B 第1の青色フィルタ
B’ 第2の青色フィルタ
G 第1の緑色フィルタ
G’ 第2の緑色フィルタ
R 第1の赤色フィルタ
R’ 第2の赤色フィルタ
Claims (4)
- 分光透過率特性の平均波長が異なる6種類の色フィルタを配列してなる色フィルタアレイと、上記各色フィルタに対応する複数の光電変換素子を画素として配列してなる光電変換素子アレイとを備える撮像装置であって、
分光透過率特性の平均波長が緑色領域にある緑色フィルタを少なくとも1種類含み、
緑色フィルタの数は、分光透過率特性の平均波長が緑色領域より短いフィルタの数より多く、かつ、分光透過率特性の平均波長が緑色領域より長い色フィルタの数より多く、
各光電変換素子の出力信号に対し、各画素毎に6色の信号が得られるように、その出力信号にない、各画素の5色の信号を、その近傍の光電変換素子の出力信号に基づく色補間処理により生成する色補間処理部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 上記6種類の色フィルタは、分光透過率特性の平均波長が短い側から順に、第1の青色フィルタ、第2の青色フィルタ、第1の緑色フィルタ、第2の緑色フィルタ、第1の赤色フィルタ、第2の赤色フィルタであり、
第1の緑色フィルタおよび第2の緑色フィルタの合計数が、第1の青色フィルタおよび第2の青色フィルタの合計の数の2倍であり、かつ、第1の赤色フィルタおよび第2の赤色フィルタの合計の数の2倍であることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 第1の緑色フィルタおよび第2の緑色フィルタは、両者で市松模様を形成するように配置されていることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
- 上記色フィルタアレイは、上記6種類の色フィルタを4行4列の16画素配列を単位として配列してなり、
上記色補間処理部は、各画素の5色の信号を、その画素を中心とする5行5列の25画素の範囲内に存在する同色の画素の出力信号に基づく色補間処理により生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置。
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