JP4408962B2 - 色信号補間方法、装置及びカメラ - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、色信号の補間に関し、特にＲＧＢベイヤセンサのグリーン単一性の復原に関する。
背景技術
ＲＧＢベイヤセンサは、ＲＧＲＧ等の色ピクセルとＧＢＧＢ等の色ピクセルとを持つ交番カラーパターンを有する。「赤」列の垂直方向において、グリーンピクセルは垂直方向に隣接するピクセルとしてレッドピクセルのみを持つ。一方、「青」列において、グリーンピクセルは垂直方向に隣接するピクセルとしてブルーピクセルのみを持つ。センサの垂直方向の色分離の質に依存して、グリーンピクセルは、レッド及びブルーピクセルの電気的チャージの量により変調される可能性がある。もしそうならば、あるカラーシーンにおいて、このことは目に見える列方向のグリーン非単一性となる。よい例は理論的には赤がなく青及び緑だけを持つハイライトシアンカラーである。これは、赤列と青列とに対して異なるグリーンとなり、このことは特にその規則性のため印刷上で又はディスプレイ上で目にみることが出来る。赤ピクセル及び青ピクセルの電気的チャージによる緑の列方向変調の特徴的例が第１図に示されている。
発明の開示
本発明の目的は、なかんずく、解像度を失うことなしにこのグリーンの非単一性を低減することである。この目的のため、本発明の第１の特徴は、請求項１に記載の方法と請求項３に記載の装置とを提供することである。本発明の第２の特徴は、請求項４に記載のカメラを提供することである。利益ある実施例は、従属項２で規定されている。
第１の他のカラーにより影響を受ける所与のカラーの第１の値と、第２の他のカラーにより影響を受ける所与のカラーの第２の値とを持つ入力信号に依存して所与のカラーの出力カラー信号を補間する方法において、本発明の主要な特徴により、中間のカラー信号は、前記所与のカラーの信号が存在しない位置で補間され、前記所与のカラーの平均値が第１の値と第２の値との両方の値に依存して生成され、出力カラー信号は前記中間のカラー信号と前記平均値との両方に依存してできる。
本発明のこれら及び他の特徴は、これ以降実施例を参照して明らかになり、説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
第１図はレッドピクセルを持つ列のグリーン信号がブルーピクセルを持つ列のグリーン信号とは異なるＲＧＢベイヤセンサを示す。
第２図は現在のグリーンの中心ピクセルＧｃと４つの現在のグリーンの隣接するピクセルＧ１−Ｇ４と、再構成されたグリーンの中心ピクセルＧｃ’と４つの現在のグリーンの隣接するピクセルＧ１−Ｇ４とを示す。
第３図は現在のグリーンの中心のピクセルＧｃと２つの現在のグリーンの隣接のピクセルＧ１−Ｇ２と、再構成されたグリーンの中心のピクセルＧｃ’と３つの現在のグリーンの隣接のピクセルＧ１−Ｇ３とを示す。
第４図は本発明によるカメラのブロック図を示す。
発明を実施するための最良の形態
２行遅延を持つ信号処理の場合、第２図はグリーンが存在し（左側の図）又は存在しない（右側の図）場合の周りのグリーンピクセルのデクラレーションを示す。後者の場合、足りない中心のグリーンのピクセルＧｃ’は第４図のＲＧＢ再構成フィルタ１により再構成される。好ましくは、このＲＧＢ再構成フィルタはここに参考文献としてあげられる１９９７年７月１５日に出願されたヨーロッパ特許出願（出願人整理番号ＰＨＮ１６４６６）及び対応する関連出願で述べられたタイプである。
実際では、グリーン非単一性は、グリーン信号の振幅値のある最大値、例えば５％までに制限されることがわかっている。このグリーンの非単一性レベルＴｈは、カメラ処理のコアにより好ましくは調整できる。グリーンの非単一性の復原の目標は、そのレベルＴｈを超えた場合解像度損失は起こらないが、そのレベルＴｈより低い場合中心のグリーンは周りのグリーンピクセルの平均のグリーン値により置き換えられることである。
出力グリーン値Ｇｏをなすグリーン単一性復原のためのアルゴリズムは、

１行遅延だけを持つ信号処理の場合、第３図に示されるピクセルだけが利用できる。この場合、グリーンの単一性復原に対するアルゴリズムは、

ＲＧＢ再構成とグリーン単一性復原との組み合わせかたは、第４図に示される。センサＳからのＲＧＢ入力信号ＲＧＢｉｎは、現在の入力信号、１ライン遅延された入力信号、及び２ライン遅延された入力信号として、ＲＧＢ再構成フィルタ１とグリーン単一性復原ユニット３とに与えられる。ＲＧＢ再構成フィルタは、第１図から明らかなように、各ピクセル位置で３つのカラー、ＲＧ及びＢの１つだけが存在するフィルタに与えられる信号を基にして足りない赤、緑及び青ピクセル値を補間する。選択ボックス５はＲＧＢ再構成フィルタ１から再構成された中心のグリーン値Ｇｃ’又はオリジナルの中心のグリーンピクセル値Ｇｃと、グリーンの単一性復原ユニット３からの平均グリーン信号ａｖＧとの間で選択される。グリーン領域のエッジがレベルＴｈより小さいならば、このとき平均グリーン値ａｖＧが選択される。グリーン領域のエッジがレベルＴｈより大きいならば、すなわちそのレベルＴｈを越える高い周波数が検出されたとき、このときＲＧＢ再構成フィルタ１からの信号Ｇｃ’又は信号Ｇｃが選択されるだろう。
第４図のブロック図の上部の水平ライン遅延を除くことにより、回路は、第３図に示されるピクセルを基にして、単一の行ＲＧＢ再構成及びグリーン単一性復原のために用いられる。
行方向のグリーン非単一性を持つベイヤイメージセンサが、ある画像のテストで、上述のアルゴリズムはその非単一性を排除し解像度を維持することが証明された。Ｓ／Ｎ比についての見込まれる改善は約２から３ｄＢである。（両方の画像が同じ印象を与えるまでノイズを加えることにより前記見込みがなされた。）この改善は、また固定されたパターンノイズを抑える。さらに、この回路はイメージセンサの暗電流を平均化するために適用できる。
本発明の以下の特徴は留意する価値がある。解像度の損失なしにＲＧＢベイヤイメージセンサのグリーン単一性の復原がある。ＲＧＢ再構成されるために必要とされるすでに利用可能な行遅延を持つ復原である。センサの暗電流をフィルタリングする可能性及びインヒーレントなＳ／Ｎ比の改善である。
上述の実施例は本発明を制限するものではなく、当業者は記載されている請求項の範囲から離れることなく多くの他の実施例を設計できることに留意すべきである。例えば、平均値ａｖＧのかわりに、メディアン値又は他のローパスフィルタリングされたグリーン信号が、少なくとも１つの青の列からのグリーンと少なくとも１つの赤の列からのグリーンとを組み合わせる限り用いることが出来る。このような他の例は、請求項の「平均値」という表現に含まれる。これら請求項では、参照番号は特許請求の範囲を制限するものと考慮されるべきではない。本発明は、いくつかの明瞭な要素を有するハードウェアにより、及び適当にプログラムされたコンピュータにより、実施できる。いくつかの手段を含む装置クレームでは、これら手段のいくつかはハードウェアの同じものにより実施できる。

Claims (5)

1. 第１の他のカラーにより影響される所与のカラーの複数の第１の値と第２の他のカラーにより影響される前記所与のカラーの複数の第２の値とを持つ入力信号に応じて、前記所与のカラーの出力カラー信号（Go）を補間する方法であって、
   前記所与のカラーのオリジナルの値がない場合、
   前記所与のカラーのオリジナルの値がない複数の位置において、前記入力信号から前記所与のカラーの中間の値を補間し、
   前記第１の値及び前記第２の値から前記所与のカラーの第１の平均値を生成し、
   前記所与のカラーの前記中間の値を有する複数の位置において、非単一性の閾値と前記第１の値及び前記第２の値との比較により、前記第１の平均値又は前記中間の値を基にして、前記所与のカラーの複数の出力値を決定し、
   前記所与のカラーのオリジナルの値があり、該オリジナルの値が前記第１の値を備える場合、
   前記第２の値から前記所与のカラーの第２の平均値を生成し、
   前記所与のカラーのオリジナルの値を有する複数の位置において、前記非単一性の閾値と前記オリジナルの値及び前記第２の平均値との比較により、前記オリジナルの値又は前記オリジナルの値及び前記第２の平均値を基にして、前記所与のカラーの複数の出力値を決定し、
   前記複数の出力値に応じて出力カラー信号を出力するステップを有する方法。
2. 前記所与のカラーのオリジナルの値がない場合は、前記非単一性の閾値と前記第１の値及び前記第２の値の周波数との比較により、前記複数の出力値が前記第１の平均値又は前記オリジナル又は中間の値を基にして決定され、前記所与のカラーのオリジナルの値がある場合は、前記非単一性の閾値と前記オリジナルの値及び前記第２の平均値の周波数との比較により、前記オリジナルの値又は前記オリジナルの値及び前記第２の平均値を基にして決定される請求項1に記載の方法。
3. 前記所与のカラーのオリジナルの値がない場合は、前記非単一性の閾値と前記第１の値及び前記第２の値のエッジの大きさとの比較により、前記複数の出力値が前記平均値又は前記オリジナル又は中間の値を基にして決定され、前記所与のカラーのオリジナルの値がある場合は、前記非単一性の閾値と前記オリジナルの値及び前記第２の平均値のエッジの大きさとの比較により、前記オリジナルの値又は前記オリジナルの値及び前記第２の平均値を基にして決定される請求項1に記載の方法。
4. 第１の他のカラーにより影響される所与のカラーの複数の第１の値と第２の他のカラーにより影響される前記所与のカラーの複数の第２の値とを持つ入力信号に応じて、前記所与のカラーの出力カラー信号（Go）を補間する装置であって、
   前記所与のカラーのオリジナルの値がない場合に、前記所与のカラーのオリジナルの値がない複数の位置において、前記入力信号から前記所与のカラーの中間の値を補間する手段と、
   前記所与のカラーのオリジナルの値がない場合に、前記第１の値及び前記第２の値から前記所与のカラーの第１の平均値を生成し、前記所与のカラーのオリジナルの値があり、該オリジナルの値が前記第１の値を備える場合に、前記第２の値から前記所与のカラーの第２の平均値を生成する手段と、
   前記所与のカラーの前記中間の値を有する複数の位置において、非単一性の閾値と前記第１の値及び前記第２の値との比較により、前記第１の平均値又は前記中間の値を基にして、又は、前記所与のカラーのオリジナルの値を有する複数の位置において、前記非単一性の閾値と前記オリジナルの値及び前記第２の平均値との比較により、前記オリジナルの値又は前記オリジナルの値及び前記第２の平均値を基にして、前記所与のカラーの複数の出力値を決定する手段と、
   前記複数の出力値に応じて出力カラー信号を出力する手段とを備えた装置。
5. 第１の他のカラーにより影響される所与のカラーの複数の第１の値と第２の他のカラーにより影響される所与のカラーの複数の第２の値とを持つ入力信号を出力するセンサと、請求項４に記載の装置とを有するカメラ。

Images