JP4654419B2 - 混成画素補間装置および混成画素補間方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る混成画素補間装置1の概略構成を示す機能ブロック図である。この混成画素補間装置1には、単板式のCCDセンサまたはCMOSセンサから出力されA/D変換などの信号処理を施された原画像データ(Raw Image Data)D1が入力している。上述した通り、この原画像データD1は、各画素につき1つの色成分のみを有するものである。
次に、上記実施の形態1に係る混成画素補間装置1の具体例として、実施の形態2に係る混成画素補間装置およびその方法について説明する。図2は、本実施の形態に係る混成画素補間装置の概略構成図である。この混成画素補間装置は、外部から入力する原画像データD1の局所領域の画素データを保持するレジスタ2と、互いに異なる方法で画素補間処理を行う画素補間部41,42と、混合係数α,1−α(0≦α≦1)を算出する混合係数演算部3と、各画素補間部41,42から出力された補間データDI1,DI2を混合する混合部5とを備えている。尚、混合係数αの数値範囲(0≦α≦1)は10進表記の小数で表現されているが、実際には、混合係数αの上限である"1"の値はデジタル処理系に応じて決められるものである。
S2=(AV3/AV1)×Sc …(2)
尚、上式(1),(2)に示すように、画素値S1,S2を算出する際に、局所領域内の輝度値の平均値AV1〜AV3を使用したが、本発明ではこれに限らず、局所領域内における各色の画素数が等しい場合には、平均値AV1〜AV3の代わりに、その局所領域の各色の輝度の総和を用いても同一の画素値S1,S2を得ることができる。
図6は、上記実施の形態1の変形例に係る混成画素補間装置の概略構成図である。本変形例に係る混成画素補間装置は、補色系の色フィルタアレイを有する単板式の撮像センサで撮像した原画像データD1に対応しており、その基本構成は、図2に示した混成画素補間装置と同じである。図6中、図2に示した符号と同一符号を付された構成要素は、上記の構成要素の機能と略同じ機能を有するものとして詳細な説明を省略する。
S2=(AV3/AV1)×Sc …(4)
S3=(AV4/AV1)×Sc …(5)
また、混合係数演算部3Fは、図2に示した混合係数演算部3の機能と略同じ機能を有する。すなわち、この混合係数演算部3Fにおいて、変換回路50は、図2に示した変換回路20と同様に、内部の変換テーブル50cに従って着目画素Pcの輝度値を変換して出力する。また、ソート回路51は、画素補間部43から入力する平均値AV1〜AV4を昇順または降順に並べ替えて出力し、除算回路22は、ソート回路51から入力する平均値AV1〜AV4の最大値(Mx)と最小値(Mn)との比(Mn/Mx)を算出し、変換回路53は、図2に示した変換回路23と同様に、内部の変換テーブル53cに従って除算回路22から入力する除算値を変換して出力する。
2 レジスタ
3 混合係数演算部
41〜4n 画素補間部
5 混合部
61〜6n 乗算回路
7 加算回路
Claims (28)
- 1画素につき1つの色成分のみを有する原画像データを、1画素につき複数の色成分を有する画素補間データへ変換する混成画素補間装置であって、
前記原画像データ中の着目画素を囲む第1局所領域に含まれ、当該着目画素に欠けている色成分と同じ色の色成分を有する全ての画素の色成分を用いて、当該着目画素に欠けている色成分を互いに異なる方法で補間する複数の画素補間部と、
前記原画像データ中の当該着目画素を囲む第2局所領域における全ての画素の色成分を用いて、前記画素補間部の各々に割り当てられる混合係数を算出する混合係数演算部と、
前記複数の画素補間部の各々から入力する補間データに前記混合係数を乗じて画素単位で混合して前記画素補間データを生成する混合部と、
を備え、
前記画素補間部の一は、
前記第1局所領域において当該着目画素と同じ色の色成分の平均値または総和と、当該着目画素に欠けている色成分の平均値または総和との比率を各色毎に算出する手段と、
当該比率と前記着目画素が有する色成分とを乗算して前記欠けている色成分を生成する手段と、
を有し、
前記画素補間部の他の一は、
前記原画像データの中の着目画素を囲む第1局所領域において当該着目画素に欠けている色成分の平均値を算出して当該着目画素に欠けている色成分を生成する手段
を有し、
前記画素補間部の前記一に割り当てられる前記混合係数は前記第2局所領域の色成分の偏りが大きいほど小さく、前記画素補間部の前記他の一に割り当てられる前記混合係数は前記第2局所領域の色成分の偏りが大きいほど大きい、混成画素補間装置。 - 1画素につき1つの色成分のみを有する原画像データを、1画素につき複数の色成分を有する画素補間データへ変換する混成画素補間装置であって、
前記原画像データ中の着目画素を囲む第1局所領域に含まれ、当該着目画素に欠けている色成分と同じ色の色成分を有する全ての画素の色成分を用いて、当該着目画素に欠けている色成分を互いに異なる方法で補間する複数の画素補間部と、
前記原画像データ中の画素のうち当該着目画素のみの信号レベルに基づいて、前記画素補間部の各々に割り当てられる混合係数を算出する混合係数演算部と、
前記複数の画素補間部の各々から入力する補間データに前記混合係数を乗じて画素単位で混合して前記画素補間データを生成する混合部と、
を備え、
前記画素補間部の一は、
前記第1局所領域において当該着目画素と同じ色の色成分の平均値または総和と、当該着目画素に欠けている色成分の平均値または総和との比率を各色毎に算出する手段と、
当該比率と前記着目画素が有する色成分とを乗算して前記欠けている色成分を生成する手段と、
を有し、
前記画素補間部の他の一は、
前記原画像データの中の着目画素を囲む第1局所領域において当該着目画素に欠けている色成分の平均値を算出して当該着目画素に欠けている色成分を生成する手段
を有し、
前記画素補間部の前記一に割り当てられる前記混合係数は、当該着目画素の信号レベルが小さいほど小さく、前記画素補間部の前記他の一に割り当てられる前記混合係数は前記着目画素の信号レベルが小さいほど大きい、混成画素補間装置。 - 請求項1記載の混成画素補間装置であって、前記混合係数演算部は、前記着目画素の信号レベルに基づいて前記各混合係数を算出する手段を有する、混成画素補間装置。
- 請求項2又は3に記載の混成画素補間装置であって、前記混合係数演算部は、前記着目画素の信号レベルを所定の変換テーブルに従って変換する変換手段を有し、該変換手段で変換した値に基づいて前記各混合係数を算出する、混成画素補間装置。
- 請求項1記載の混成画素補間装置であって、前記混合係数演算部は、前記第2局所領域における前記色成分に関する統計値に基づいて前記各混合係数を算出する手段を有する、混成画素補間装置。
- 請求項5記載の混成画素補間装置であって、前記統計値は、前記第2局所領域における各色毎の輝度の総和または平均値である、混成画素補間装置。
- 請求項5記載の混成画素補間装置であって、前記統計値は、前記第2局所領域における前記色成分の各色毎の標準偏差または分散である、混成画素補間装置。
- 請求項5〜7の何れか1項に記載の混成画素補間装置であって、前記混合係数演算部は、前記統計値を用いて前記第2局所領域の色の偏り度を算出し、該偏り度に応じて前記混合係数を算出する手段を有する、混成画素補間装置。
- 請求項8記載の混成画素補間装置であって、前記偏り度は前記統計値の各色間の比率である、混成画素補間装置。
- 請求項9記載の混成画素補間装置であって、前記比率は、前記統計値の中の最大値と最小値との比である、混成画素補間装置。
- 請求項8記載の混成画素補間装置であって、前記偏り度は前記統計値の各色間の差分である、混成画素補間装置。
- 請求項5〜11の何れか1項に記載の混成画素補間装置であって、前記混合係数演算部は、前記統計値または前記偏り度の値を所定の変換テーブルに従って変換する変換手段を有し、該変換手段で変換した値に基づいて前記各混合係数を算出する、混成画素補間装置。
- 請求項1〜12の何れか1項に記載の混成画素補間装置であって、前記混合係数演算部で算出された前記各混合係数を、外部入力の制御信号に応じて入れ替える手段を更に備える混成画素補間装置。
- 請求項1〜13の何れか1項に記載の混成画素補間装置であって、前記原画像データは、デジタルカメラに搭載される単板式の撮像素子で撮像したものである、混成画素補間装置。
- 1画素につき1つの色成分のみを有する原画像データを、1画素につき複数の色成分を有する画素補間データへ変換する混成画素補間方法であって、
(a)前記原画像データ中の着目画素を囲む第1局所領域に含まれ、当該着目画素に欠けている色成分と同じ色の色成分を有する全ての画素の色成分を用いて、当該着目画素に欠けている色成分を、互いに異なる複数の画素補間工程で補間する工程と、
(b)前記原画像データ中の当該着目画素を囲む第2局所領域における全ての画素の色成分を用いて、前記工程(a)における前記各画素補間工程の各々に割り当てられる混合係数を算出する工程と、
(c)前記工程(a)において前記各画素補間工程で補間された補間データに前記混合係数を乗じて画素単位で混合して前記画素補間データを生成する工程と、
を備え、
前記工程(a)の前記複数の画素補間工程のうち、一の画素補間工程は、
(a−1)前記第1局所領域において当該着目画素と同じ色の色成分の平均値または総和と、当該着目画素に欠けている色成分の平均値または総和との比率を各色毎に算出する工程と、
(a−2)前記工程(a−1)で算出された当該比率と前記着目画素が有する色成分とを乗算して前記欠けている色成分を生成する工程と、
を有し、
前記工程(a)の前記複数の画素補間工程のうち、前記画素補間工程の他の一は、
(a−3)前記原画像データの中の着目画素を囲む第1局所領域において当該着目画素に欠けている色成分の平均値を算出して当該着目画素に欠けている色成分を生成する工程
を有し、
前記画素補間工程の前記一に割り当てられる前記混合係数は前記第2局所領域の色成分の偏りが大きいほど小さく、前記画素補間工程の前記他の一に割り当てられる前記混合係数は前記第2局所領域の色成分の偏りが大きいほど大きい、混成画素補間方法。 - 1画素につき1つの色成分のみを有する原画像データを、1画素につき複数の色成分を有する画素補間データへ変換する混成画素補間方法であって、
(a)前記原画像データ中の着目画素を囲む第1局所領域に含まれ、当該着目画素に欠けている色成分と同じ色の色成分を有する全ての画素の色成分を用いて、当該着目画素に欠けている色成分を、互いに異なる複数の画素補間工程で補間する工程と、
(b)前記原画像データ中の画素のうち当該着目画素のみの信号レベルに基づいて、前記工程(a)における前記各画素補間工程の各々に割り当てられる混合係数を算出する工程と、
(c)前記工程(a)において前記各画素補間工程で補間された補間データに前記混合係数を乗じて画素単位で混合して前記画素補間データを生成する工程と、
を備え、
前記工程(a)の前記複数の画素補間工程のうち、前記画素補間工程の一は、
(a−1)前記第1局所領域において当該着目画素と同じ色の色成分の平均値または総和と、当該着目画素に欠けている色成分の平均値または総和との比率を各色毎に算出する工程と、
(a−2)前記工程(a−1)で算出された当該比率と前記着目画素が有する色成分とを乗算して前記欠けている色成分を生成する工程と、
を有し、
前記工程(a)の前記複数の画素補間工程のうち、前記画素補間工程の他の一は、
(a−3)前記原画像データの中の着目画素を囲む第1局所領域において当該着目画素に欠けている色成分の平均値を算出して当該着目画素に欠けている色成分を生成する工程
を有し、
前記画素補間部の前記一に割り当てられる前記混合係数は、当該着目画素の信号レベルが小さいほど小さく、前記画素補間部の前記他の一に割り当てられる前記混合係数は前記着目画素の信号レベルが小さいほど大きい、混成画素補間方法。 - 請求項15記載の混成画素補間方法であって、前記工程(b)は、前記着目画素の信号レベルに基づいて前記各混合係数を算出する工程を備える、混成画素補間方法。
- 請求項16又は17記載の混成画素補間方法であって、前記工程(b)は、前記着目画素の信号レベルを所定の変換テーブルに従って変換する変換手段を有し、該変換手段で変換した値に基づいて前記各混合係数を算出する工程を備える、混成画素補間方法。
- 請求項15記載の混成画素補間方法であって、前記工程(b)は、前記第2局所領域における前記色成分に関する統計値に基づいて前記各混合係数を算出する工程を備える、混成画素補間方法。
- 請求項19記載の混成画素補間方法であって、前記統計値は、前記第2局所領域における各色毎の輝度の総和または平均値である、混成画素補間方法。
- 請求項19記載の混成画素補間方法であって、前記統計値は、前記第2局所領域における前記色成分の各色毎の標準偏差または分散である、混成画素補間方法。
- 請求項19〜21の何れか1項に記載の混成画素補間方法であって、前記工程(b)は、前記統計値を用いて前記第2局所領域の色の偏り度を算出し、該偏り度に応じて前記各混合係数を算出する工程を備える、混成画素補間方法。
- 請求項22記載の混成画素補間方法であって、前記偏り度は前記統計値の各色間の比率である、混成画素補間方法。
- 請求項23記載の混成画素補間方法であって、前記比率は、前記統計値のうち最大値と最小値との比である、混成画素補間方法。
- 請求項22記載の混成画素補間方法であって、前記偏り度は前記統計値の各色間の差分である、混成画素補間方法。
- 請求項19〜25の何れか1項に記載の混成画素補間方法であって、前記工程(b)は、前記統計値または前記偏り度の値を所定の変換テーブルに従って変換する変換工程を有し、該変換工程で変換した値に基づいて前記各混合係数を算出する工程を備える、混成画素補間方法。
- 請求項19〜26の何れか1項に記載の混成画素補間方法であって、(d)前記工程(b)で算出された前記各混合係数を、外部入力の制御信号に応じて入れ替える工程、を更に備える混成画素補間方法。
- 請求項15〜27の何れか1項に記載の混成画素補間方法であって、前記原画像データは、デジタルカメラに搭載される単板式の撮像素子で撮像したものである、混成画素補間方法。
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