JP5058128B2 - Imaging device and portable device - Google Patents

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本発明は、カラー画像を撮像する機能及び二次元コード等のシンボル認識機能や文字認識機能を有する撮像装置及び該撮像装置を備える携帯機器に関する。   The present invention relates to an imaging device having a function of capturing a color image, a symbol recognition function such as a two-dimensional code, and a character recognition function, and a portable device including the imaging device.

近年急速に普及した携帯電話機等の携帯機器には小型カメラを搭載したものが多く商品化されている。このような小型カメラの多くは、通常のカラー画像を撮像する機能に加えて、バーコードやQRコード(登録商標)等の二次元コードのようなシンボルを認識する機能や文字情報を認識する機能などが搭載されている。   In recent years, many portable devices such as mobile phones that have rapidly spread are equipped with a small camera. Many of such small cameras have a function of recognizing a symbol such as a two-dimensional code such as a barcode or QR code (registered trademark) or a function of recognizing character information in addition to a function of capturing a normal color image. Etc. are installed.

小型カメラはCCDやCMOSなどの撮像素子を備え、カラー撮影画像は、例えば、ベイヤー配列されたR画素、G画素、B画素それぞれから出力される輝度情報からなるベイヤーデータをRGB信号やYUV信号に変換する信号処理を経て出力される。   A small camera includes an image sensor such as a CCD or a CMOS, and a color photographed image includes, for example, Bayer data including luminance information output from each of R, G, and B pixels arranged in a Bayer array as RGB signals and YUV signals. It is output through signal processing for conversion.

そして、上述のようなシンボル認識機能や文字認識を有するカメラは、従来、シンボルの認識や文字の認識を行う場合でも、通常のカラー撮影を行う場合と同様に撮像したカラー撮像画像を用いて認識処理が行われていた。   A camera having a symbol recognition function or character recognition as described above is conventionally recognized by using a color image captured in the same manner as when performing normal color shooting even when performing symbol recognition or character recognition. Processing was in progress.

一方で、QRコードやバーコードを認識する場合には、R画素、G画素、B画素のうちの特定の画素、例えば、G画素から出力される信号のみを使用して認識処理を行う撮像装置が開示されている(特許文献1、2参照)。   On the other hand, when recognizing a QR code or a barcode, an image pickup apparatus that performs a recognition process using only a signal output from a specific pixel, for example, a G pixel, among R, G, and B pixels. Is disclosed (see Patent Documents 1 and 2).

また、低照度下での色再現性に優れた映像信号を得るための、RGB画素に加えて白色画素を用いた固体撮像素子が開示されている(特許文献3参照)。
特開2005−286536号公報 特開2006−195961号公報 特開2008−22521号公報
In addition, a solid-state imaging device using white pixels in addition to RGB pixels for obtaining a video signal excellent in color reproducibility under low illuminance has been disclosed (see Patent Document 3).
JP 2005-286536 A JP 2006-195961 A JP 2008-22521 A

しかしながら、従来の特許文献1〜3の技術を用いてカラー画像を撮像するカメラで、バーコードやQRコードのようなシンボルの認識や文字認識をも行う場合、精度良く認識することができないという問題がある。   However, when a camera that captures a color image using the techniques of the conventional patent documents 1 to 3 is also used for symbol recognition or character recognition such as a barcode or QR code, it cannot be recognized with high accuracy. There is.

例えば、低照度の環境下では、明部と暗部との信号レベルの差が小さいため、明暗の判別が困難となる。また、ベイヤー配列のRGB画素を有する撮像素子の場合、ある画素(R、G、Bのいずれか)における出力信号は、その画素の周辺の画素から色を補間する必要があり、出力信号はローパスフィルタを通したことと同等になり、さらに明暗のレベル差を小さくする要因となっている。また、シンボルの認識や文字認識を行う場合に、ユーザが撮像対象に焦点を合わせて撮像するときに、焦点が合っていないことや撮像範囲内撮像対象全体が入っていないことがある。さらに、撮像素子から出力される信号のフレームレートが遅く、認識処理を行うまでに比較的長い時間を要し、これらの要因がシンボル認識や文字認識の認識率の低下の主な要因となっている。   For example, in a low illuminance environment, since the difference in signal level between the bright part and the dark part is small, it becomes difficult to distinguish between light and dark. Further, in the case of an image sensor having an RGB pixel with a Bayer array, an output signal in a certain pixel (any one of R, G, and B) needs to interpolate a color from the surrounding pixels of the pixel, and the output signal is low-pass This is equivalent to passing through a filter, and further reduces the difference between light and dark levels. Further, when performing symbol recognition or character recognition, when the user focuses on the imaging target and performs imaging, the user may not be in focus or the entire imaging target within the imaging range may not be included. Furthermore, the frame rate of the signal output from the image sensor is slow, and it takes a relatively long time to perform recognition processing. These factors are the main causes of the decrease in the recognition rate of symbol recognition and character recognition. Yes.

以下、ベイヤー配列の撮像素子からの出力信号によりシンボル認識や文字認識を行う例について説明する。図9は従来の原色型ベイヤー配列の撮像素子の一例を示す説明図である。図9に示すように、原色型ベイヤー配列では、1画素に1つの波長領域にしか感度を有していないため、周辺画素により補間して全可視波長領域にする必要がある。図9(a)は中心画素が436nm付近の波長の光に対し感度を有するB画素の場合を示し、図9(b)は中心画素が546nm付近の波長の光に対し感度を有し、水平方向(横方向)にB画素と隣接するGb画素の場合を示し、図9(c)は中心画素が546nm付近に感度を有し、水平方向(横方向)にR画素と隣接するGr画素の場合を示し、図9(d)は中心画素が700nm付近の波長の光に感度を有するR画素の場合を示し、それぞれの場合において、3×3画素の周辺画素により補間を行う。   Hereinafter, an example in which symbol recognition or character recognition is performed using an output signal from an image sensor with a Bayer array will be described. FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a conventional primary color type Bayer array image sensor. As shown in FIG. 9, the primary color Bayer array has sensitivity in only one wavelength region per pixel, and therefore it is necessary to interpolate with peripheral pixels to make the entire visible wavelength region. FIG. 9A shows a case where the center pixel is a B pixel having sensitivity to light having a wavelength near 436 nm, and FIG. 9B shows that the center pixel has sensitivity to light having a wavelength near 546 nm and is horizontal. FIG. 9C shows the case of a Gb pixel adjacent to the B pixel in the direction (horizontal direction). FIG. 9C shows the sensitivity of the Gr pixel adjacent to the R pixel in the horizontal direction (horizontal direction). FIG. 9D shows a case where the center pixel is an R pixel having sensitivity to light having a wavelength of around 700 nm, and in each case, interpolation is performed using peripheral pixels of 3 × 3 pixels.

図9(a)の場合、R値、G値、B値それぞれは、R=(R1+R2+R3+R4)/4、G=(G1+G2+G3+G4)/4、B=B1により求めることができる。   In the case of FIG. 9A, R value, G value, and B value are R = (R1 + R2 + R3 + R4) / 4, G = (G1 + G2 + G3 + G4) / 4, B = B1. It can ask for.

また、図9(b)の場合、R値、G値、B値それぞれは、R=(R1+R2)/2、G=G3、B=(B1+B2)/2により求めることができる。   In the case of FIG. 9B, the R value, G value, and B value can be obtained by R = (R1 + R2) / 2, G = G3, and B = (B1 + B2) / 2.

また、図9(c)の場合、R値、G値、B値それぞれは、R=(R1+R2)/2、G=G3、B=(B1+B2)/2により求めることができる。   In the case of FIG. 9C, the R value, G value, and B value can be obtained by R = (R1 + R2) / 2, G = G3, and B = (B1 + B2) / 2.

また、図9(d)の場合、R値、G値、B値それぞれは、R=R1、G=(G1+G2+G3+G4)/4、B=(B1+B2+B3+B4)/4により求めることができる。   In the case of FIG. 9D, R value, G value, and B value are R = R1, G = (G1 + G2 + G3 + G4) / 4, B = (B1 + B2 + B3 + B4), respectively. / 4.

この各画素で求めたRGB値をYUV値(輝度と色差)へ変換する場合には、Y= 0.299×R+0.587×G+0.114×B、U=−0.147×R−0.289×G+0.436×B、V= 0.615×R−0.515×G−0.100×Bにより求めることができる。   In the case of converting the RGB value obtained for each pixel into a YUV value (luminance and color difference), Y = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B, U = −0.147 × R-0. 289 × G + 0.436 × B, V = 0.615 × R−0.515 × G−0.100 × B.

シンボル認識処理や文字認識処理では、明部と暗部とが、例えば、「1」、「0」データによって表わされるので、認識処理には、上述の式で求めた輝度値Yに対して所定の閾値で二値化し、取得したデータが明部であるか暗部であるかの判定を行う。従って、撮像素子から出力されたベイヤーデータをRGBに変換する過程において、上下左右1画素の周辺画素を使用した補間により、ローパスフィルタを施した状態と同様になり、明部と暗部とのレベル差を一層小さくすることになり、シンボルや文字を精度良く認識することができない。   In the symbol recognition process and the character recognition process, the bright part and the dark part are represented by, for example, “1” and “0” data. Therefore, in the recognition process, a predetermined value for the luminance value Y obtained by the above formula is used. Binarization is performed with a threshold value, and it is determined whether the acquired data is a bright part or a dark part. Therefore, in the process of converting the Bayer data output from the image sensor to RGB, the level difference between the bright part and the dark part is the same as the state where the low-pass filter is applied by interpolation using the peripheral pixels of the upper, lower, left, and right pixels. The symbols and characters cannot be recognized with high accuracy.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、シンボルや文字を精度良く認識することができる撮像装置及び該撮像装置を備える携帯機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of accurately recognizing symbols and characters and a portable device including the imaging apparatus.

本発明に係る撮像装置は、複数の光電変換素子上に複数の特定色のカラーフィルタをそれぞれの素子単位で配設した特定色画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、前記カラーフィルタを配設していない白色画素と、少なくとも前記特定色画素の一部を含む画素からの出力信号を用いて、撮像対象のカラー画像を表示する表示手段と、前記白色画素からの出力信号を用いて、撮像対象の単色画像に含まれる情報を抽出する抽出手段と、白色画素及び第1色の特定色画素が交互にその長手方向に配設された複数の第1画素ラインと、前記白色画素の前記第1画素ライン上の位置に対応する位置に設けられた第2色の特定色画素、及び前記第1色の特定色画素の前記第1画素ライン上の位置に対応する位置に設けられた白色画素が交互にその長手方向に配設された複数の第2画素ラインと、前記第1画素ライン及び第2画素ラインの画素からの出力信号の出力先を前記表示手段又は前記抽出手段のいずれかに切り替える切替手段とを備え、該切替手段は、出力先を撮像画像のフレーム単位で交互に切り替えるように構成してあることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup device having an image pickup element having a specific color pixel in which a plurality of color filters of a specific color are arranged in units of elements on a plurality of photoelectric conversion elements. A display means for displaying a color image to be picked up using an output signal from a pixel that includes at least a part of the specific color pixel and an output signal from the white pixel. Extraction means for extracting information included in the target monochrome image, a plurality of first pixel lines in which white pixels and specific color pixels of the first color are alternately arranged in the longitudinal direction, and the first of the white pixels A specific color pixel of a second color provided at a position corresponding to a position on one pixel line, and a white pixel provided at a position corresponding to a position on the first pixel line of the specific color pixel of the first color Alternately A plurality of second pixel lines arranged in the longitudinal direction of the first pixel line, and switching means for switching an output destination of output signals from the pixels of the first pixel line and the second pixel line to either the display means or the extraction means with the door, said switching means constitutes an output destination to switch alternately in frame units of the captured image, wherein the tare Rukoto.

本発明に係る撮像装置は、前記単色画像を二値化する二値化手段を備え、前記抽出手段は、前記二値化手段で二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の文字情報を抽出するように構成してあることを特徴とする。   An imaging apparatus according to the present invention includes binarization means for binarizing the monochromatic image, and the extraction means is based on the binarized image binarized by the binarization means. It is configured to extract character information.

本発明に係る撮像装置は、前記単色画像を二値化する二値化手段を備え、前記抽出手段は、前記二値化手段で二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の二次元コードに含まれる情報を抽出するように構成してあることを特徴とする。   An imaging apparatus according to the present invention includes binarization means for binarizing the monochromatic image, and the extraction means is based on the binarized image binarized by the binarization means. It is configured to extract information included in the two-dimensional code.

本発明に係る撮像装置は、前記表示手段は、前記第1画素ライン及び第2画素ラインの画素からの出力信号を用いて、撮像対象のカラー画像を表示するように構成してあり、前記抽出手段は、前記第1画素ライン及び第2画素ラインの画素のうち白色画素からの出力信号を用いて、情報を抽出するように構成してあることを特徴とする。 Imaging device according to the present invention, prior Symbol display means, by using the output signals from the pixels of the first pixel line and the second pixel line, Yes and configured to display a color image of the imaging object, wherein The extraction means is configured to extract information using an output signal from a white pixel among the pixels of the first pixel line and the second pixel line.

本発明に係る撮像装置は、前記表示手段は、前記単色画像よりも画像サイズの小さいカラー画像を表示するように構成してあることを特徴とする。   The imaging apparatus according to the present invention is characterized in that the display means is configured to display a color image having an image size smaller than that of the monochrome image.

本発明に係る撮像装置は、前記複数の特定色は、赤色、緑色及び青色又はこれらの補色であることを特徴とする。   The imaging device according to the present invention is characterized in that the plurality of specific colors are red, green and blue or their complementary colors.

本発明に係る携帯機器は、前述の発明のいずれか1つに係る撮像装置を備えることを特徴とする。   A portable device according to the present invention includes an imaging device according to any one of the above-described inventions.

本発明にあっては、カラーフィルタを配設していない白色画素と、少なくとも特定色画素の一部を含む画素からの出力信号を用いて撮像対象のカラー画像を表示する表示手段と、白色画素からの出力信号を用いて撮像対象の単色画像に含まれる情報を抽出する抽出手段とを備える。単色画像に含まれる情報は、例えば、QRコードやバーコード等の二次元コードに含まれる情報や文字情報などである。すなわち、シンボルの認識や文字認識には、カラーフィルタを配設していない白色画素からの出力信号をそのまま用いることにより、周辺画素を用いた補間処理を行う必要がなく、また、カラーフィルタを設けていないので、RGB画素を用いる場合に比べて、高感度な撮像が可能となり、精度良くシンボルや文字の認識を行うことができる。また、撮像対象のカラー画像を表示することができるので、ユーザは表示されたカラー画像を見ながら撮像対象の焦点を合わせることや、撮像範囲内に撮像対象全体が入るように調整することができ、シンボルや文字の認識率をさらに高めることができる。
また、白色画素及び第1色の特定色画素が交互にその長手方向に配設された複数の第1画素ラインと、白色画素の第1画素ライン上の位置に対応する位置に設けられた第2色の特定色画素及び第1色の特定色画素の第1画素ライン上の位置に対応する位置に設けられた白色画素が交互にその長手方向に配設された複数の第2画素ラインとを備える。そして、第1画素ライン及び第2画素ラインの画素からの出力信号の出力先を前記表示手段又は前記抽出手段のいずれかに、撮像画像のフレーム単位で交互に切り替える。例えば、1つ目のフレームをカラー表示のための表示画像とし、2つ目のフレームを文字やシンボルの認識用の単色画像とする。あるいは、1つ目のフレームをカラー表示のための表示画像とし、2つ目及び3つ目の連続する2つのフレームを文字やシンボルの認識用の単色画像とする。これにより、ユーザが撮像対象を確認することができるとともに、文字やシンボルの認識率を高めることができる
In the present invention, a white pixel that is not provided with a color filter, a display unit that displays a color image to be imaged using an output signal from a pixel that includes at least a part of a specific color pixel, and a white pixel Extraction means for extracting information contained in a monochrome image to be imaged using an output signal from The information included in the monochromatic image is, for example, information included in a two-dimensional code such as a QR code or a barcode, character information, and the like. That is, for symbol recognition and character recognition, the output signal from a white pixel without a color filter is used as it is, so that it is not necessary to perform interpolation processing using peripheral pixels, and a color filter is provided. Therefore, it is possible to perform high-sensitivity imaging as compared with the case where RGB pixels are used, and it is possible to recognize symbols and characters with high accuracy. In addition, since the color image of the imaging target can be displayed, the user can adjust the focus of the imaging target while viewing the displayed color image, or adjust the entire imaging target to be within the imaging range. The recognition rate of symbols and characters can be further increased.
Also, a plurality of first pixel lines in which white pixels and a specific color pixel of the first color are alternately arranged in the longitudinal direction, and a first pixel line provided at a position corresponding to a position on the first pixel line of the white pixel. A plurality of second pixel lines in which white pixels provided at positions corresponding to positions on the first pixel lines of the two-color specific color pixels and the first color specific color pixels are alternately arranged in the longitudinal direction; Is provided. Then, the output destination of the output signal from the pixels of the first pixel line and the second pixel line is alternately switched to either the display unit or the extraction unit in units of frames of the captured image. For example, the first frame is a display image for color display, and the second frame is a monochrome image for character or symbol recognition. Alternatively, the first frame is a display image for color display, and the second and third consecutive frames are monochromatic images for character and symbol recognition. Thereby, the user can confirm the imaging target, and the recognition rate of characters and symbols can be increased .

本発明にあっては、白色画素からの出力信号による単色画像を二値化し、二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の文字情報を抽出する。これにより、RGB画素を用いる場合に比べて、精度良く文字を認識することができる。   In the present invention, the monochrome image based on the output signal from the white pixel is binarized, and character information in the imaging target is extracted based on the binarized binarized image. Thereby, characters can be recognized with higher accuracy than in the case of using RGB pixels.

本発明にあっては、白色画素からの出力信号による単色画像を二値化し、二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の二次元コード(例えば、バーコードやQRコードなどのシンボル)に含まれる情報を抽出する。これにより、RGB画素を用いる場合に比べて、精度良くシンボルを認識することができる。   In the present invention, a monochromatic image based on an output signal from a white pixel is binarized, and based on the binarized binarized image, a two-dimensional code (for example, a barcode or a QR code) in an imaging target is obtained. Information included in (symbol). As a result, the symbols can be recognized with higher accuracy than when RGB pixels are used.

本発明にあっては、第1画素ライン及び第2画素ラインの画素からの出力信号を用いて、撮像対象のカラー画像を表示するとともに、第1画素ライン及び第2画素ラインの画素のうち白色画素からの出力信号を用いて撮像対象の単色画像に含まれる情報を抽出する。例えば、第1色をR、第2色をBとし、第1画素ラインは、W画素、R画素、W画素、R画素…とライン方向に沿って配設してあり、第2画素ラインは、B画素、W画素、B画素、W画素…とライン方向に沿って配設してあるとする。この場合、撮像対象の単色画像に含まれる情報を抽出するためには、W画素からの出力信号を用いる。そして、カラー画像を表示するためには、W画素、R画素及びB画素からの出力信号を用いる。この場合、G値は、G=(W−j×R−k×B)/lにより求めることができる。ただし、j、k、lは所定の定数である。これにより、カラー画像を表示する場合も情報を抽出する場合も、同じ画素ラインを用いることができ、例えば、カラー画像を取得するためのカラー撮像モードと文字やシンボルを認識するためのモノクロ撮像モードなどのように、撮像モードを変える必要がなく簡便な構成で実現することができ、かつ出力信号の制御も簡素化することができる。 In the present invention, by using the output signals from the pixels of the first pixel line and the second pixel line, and displays a color image of the imaging object, white among the pixels of the first pixel line and the second pixel line Information included in the monochrome image to be imaged is extracted using an output signal from the pixel. For example, the first color is R, the second color is B, and the first pixel line is arranged along the line direction as W pixel, R pixel, W pixel, R pixel, etc., and the second pixel line is , B pixels, W pixels, B pixels, W pixels... Along the line direction. In this case, an output signal from the W pixel is used to extract information included in the monochrome image to be imaged. In order to display a color image, output signals from the W pixel, the R pixel, and the B pixel are used. In this case, the G value can be obtained by G = (W−j × R−k × B) / l. However, j, k, and l are predetermined constants. Thus, the same pixel line can be used for displaying a color image and extracting information, for example, a color imaging mode for acquiring a color image and a monochrome imaging mode for recognizing characters and symbols. As described above, it is not necessary to change the imaging mode, and it can be realized with a simple configuration, and the control of the output signal can be simplified.

本発明にあっては、表示手段は、単色画像よりも画像サイズの小さいカラー画像を表示する。これにより、ユーザにとって撮像対象を確認するのに必要なサイズのカラー画像を表示することができ、表示に要する時間を短縮して、ユーザが感じるリアルタイム性を向上させることができる。   In the present invention, the display means displays a color image having an image size smaller than that of the single color image. This makes it possible to display a color image of a size necessary for the user to confirm the imaging target, shorten the time required for display, and improve the real-time property felt by the user.

本発明にあっては、複数の特定色は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)又はこれらの補色(例えば、Y、M、C)である。そして、白色画素をWとすると、カラー画像は、例えば、RGB、RGW、GBW、RBWの画素からの出力信号を用いることができ、シンボルや文字認識などの情報を抽出は、W画素からの出力信号を用いることができる。   In the present invention, the plurality of specific colors are red (R), green (G), and blue (B) or their complementary colors (for example, Y, M, C). If the white pixel is W, the color image can use, for example, output signals from RGB, RGW, GBW, and RBW pixels, and information such as symbols and character recognition can be extracted from the W pixel. A signal can be used.

本発明にあっては、携帯機器は、上述の撮像装置を備える。これにより、カラー画像の撮像機能に加えて、シンボルや文字を精度良く認識することができる機能を備えた携帯機器を提供することができる。   In the present invention, a portable device includes the above-described imaging device. Thereby, in addition to the imaging function of a color image, the portable apparatus provided with the function which can recognize a symbol and a character accurately can be provided.

本発明によれば、シンボルや文字を精度良く認識することができる。   According to the present invention, symbols and characters can be recognized with high accuracy.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る撮像装置を備える携帯機器としての携帯電話機100の要部構成の一例を示すブロック図である。携帯電話機100は、外部からの入射光を結像する為のレンズを含む光学系10、光学系10を通過した光を光量に対応した電気信号に変換するための撮像素子11、撮像素子11から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータ(画像データ)へと変換するAFE(アナログフロントエンド)12、撮像素子11とAFE12を制御し、AFE12から出力された画像データに所定の処理を行う信号処理部13、信号処理部13の動作を制御するCPU14、画像データを撮像画像のフレーム単位に記憶するための画像メモリ15、液晶ディスプレイ等の表示部16、CPU14と信号処理部13、画像メモリ15及び表示部16との間でデータを授受するためのデータバス20などを備えている。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a main configuration of a mobile phone 100 as a mobile device including an imaging apparatus according to the present invention. The mobile phone 100 includes an optical system 10 including a lens for forming an image of incident light from the outside, an imaging element 11 for converting light passing through the optical system 10 into an electrical signal corresponding to the amount of light, and the imaging element 11. A signal processing unit that controls the AFE (analog front end) 12 that converts the output analog electrical signal into digital data (image data), the image sensor 11 and the AFE 12, and performs predetermined processing on the image data output from the AFE 12. 13, CPU 14 for controlling the operation of the signal processing unit 13, an image memory 15 for storing image data in units of frames of the captured image, a display unit 16 such as a liquid crystal display, the CPU 14 and the signal processing unit 13, the image memory 15, and a display A data bus 20 for transmitting / receiving data to / from the unit 16 is provided.

信号処理部13は、例えば、シェーディング補正処理、ガンマ補正処理などの各種処理を行う。   The signal processing unit 13 performs various processes such as a shading correction process and a gamma correction process.

CPU14は、画像メモリ15に記憶されたフレーム単位の画像データに基づいて、カラー画像を表示させるためのRGBデータ、YUVデータ、NTSC方式の映像信号などを生成する。この場合、CPU14は、画像メモリ15から取り出した画像データのうち、後述するように、特定色画素の一部を含む(後述のW画素を含む場合もある)画素からの出力信号(画素ラインのデータ)を用いる。   The CPU 14 generates RGB data for displaying a color image, YUV data, an NTSC video signal, and the like based on image data in units of frames stored in the image memory 15. In this case, the CPU 14, as will be described later, out of the image data extracted from the image memory 15, an output signal (a pixel line of the pixel line) including a part of a specific color pixel (may include a W pixel described later). Data).

CPU14は、画像メモリ15に記憶されたフレーム単位の画像データから輝度信号を抽出し、抽出した輝度信号を所定の輝度閾値により二値化し、二値化した二値化画像に基づいて、文字情報の抽出(文字認識)及び/又はQRコード(登録商標)やバーコード等の二次元コード(シンボル)に含まれる情報の抽出(シンボルの認識)を行う。この場合、CPU14は、画像メモリ15から取り出した画像データのうち、後述の白色画素としてのW画素からの出力信号(画素ラインのデータ)を用いる。   The CPU 14 extracts a luminance signal from the image data in units of frames stored in the image memory 15, binarizes the extracted luminance signal with a predetermined luminance threshold, and based on the binarized binary image, character information Extraction (character recognition) and / or extraction (symbol recognition) of information included in a two-dimensional code (symbol) such as a QR code (registered trademark) or a barcode. In this case, the CPU 14 uses an output signal (pixel line data) from a W pixel as a white pixel, which will be described later, among the image data extracted from the image memory 15.

また、CPU14は、画像メモリ15に記憶されたフレーム単位の画像データをフレーム単位に、カラー画像の表示処理又はシンボル認識や文字認識等の認識処理のいずれに用いるかを切り替えるための切替手段としての機能を有する。   The CPU 14 also serves as a switching means for switching whether to use the image data in units of frames stored in the image memory 15 for color image display processing or recognition processing such as symbol recognition or character recognition in units of frames. It has a function.

図2は本実施の形態の撮像素子11の要部構成を示す説明図である。撮像素子11は、面状に配設された複数の光電変換素子を備えている。光電変換素子上に複数の特定色としての赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルタ(波長選択フィルタ)をそれぞれの画素単位で配設してある。赤色のカラーフィルタは、赤色の波長域(700nm付近)の光に対して高い感度を有し、赤色の光のみを光電変換素子へ透過し、光電変換素子とともにR画素を構成する。同様に、緑色のカラーフィルタは、緑色の波長域(546nm付近)の光に対して高い感度を有し、緑色の光のみを光電変換素子へ透過し、光電変換素子とともにG画素を構成する。また、青色のカラーフィルタは、青色の波長域(436nm付近)の光に対して高い感度を有し、青色の光のみを光電変換素子へ透過し、光電変換素子とともにB画素を構成する。上述のR画素、G画素、B画素は、特定色画素である。なお、R、G、Bのカラーフィルタに代えて、これらの補色(例えば、Y、M、C)のカラーフィルタでもよい。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a main configuration of the image sensor 11 of the present embodiment. The image sensor 11 includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a planar shape. A plurality of red (R), green (G), and blue (B) color filters (wavelength selection filters) as specific colors are arranged on the photoelectric conversion element in units of pixels. The red color filter has high sensitivity to light in the red wavelength region (near 700 nm), transmits only red light to the photoelectric conversion element, and constitutes an R pixel together with the photoelectric conversion element. Similarly, the green color filter has high sensitivity to light in the green wavelength range (near 546 nm), transmits only green light to the photoelectric conversion element, and constitutes a G pixel together with the photoelectric conversion element. The blue color filter has high sensitivity to light in the blue wavelength region (near 436 nm), transmits only blue light to the photoelectric conversion element, and constitutes the B pixel together with the photoelectric conversion element. The R pixel, the G pixel, and the B pixel described above are specific color pixels. Instead of the R, G, and B color filters, these complementary color (for example, Y, M, and C) color filters may be used.

さらに、撮像素子11は、上述のカラーフィルタを配設していない白色画素としてのW画素を有する。すなわち、W画素は、すべての可視領域の光に対して高い感度を有し、また、赤色の波長域の光に対してR画素よりも、緑色の波長域の光に対してG画素よりも、青色の波長域の光に対してB画素よりも高い感度を有する。W画素は、上部に波長選択フィルタが無いため、可視領域の光を良好なS/Nで検出することができる。   Further, the image sensor 11 has W pixels as white pixels not provided with the above-described color filter. That is, the W pixel has higher sensitivity to light in all visible regions, and is more sensitive than red pixels to light in the red wavelength region than G pixels to light in the green wavelength region. , It has higher sensitivity than the B pixel with respect to light in the blue wavelength region. Since the W pixel has no wavelength selection filter at the top, it can detect light in the visible region with good S / N.

また、波長の違いは検出することができないものの、ある波長域にピークがあるスペクトルを有する入射光であれば色鮮やかな撮像対象(カラフルな被写体)であっても明部、暗部の差を高感度で識別することができる。通常のモノクロシンボル認識、文字認識と言えば白黒の対象物であるが、カラフルな単色の撮像対象であっても認識することができる。本実施の形態では、ある特定の色のシンボルもモノクロシンボルとしており、例えば、緑のQRコードなどであっても、上述のW画素の緑色(G)の光に対する感度は、G画素の感度より良いため、G画素を使用したモノクロシンボル認識よりも高い認識率を実現することができる。   In addition, although the difference in wavelength cannot be detected, the difference between the bright and dark areas can be increased even with a colorful imaging target (colorful subject) if the incident light has a spectrum with a peak in a certain wavelength range. Can be identified by sensitivity. Speaking of normal monochrome symbol recognition and character recognition, it is a black and white object, but even a colorful single-color imaging object can be recognized. In the present embodiment, a symbol of a specific color is also a monochrome symbol. For example, even with a green QR code, the sensitivity of the W pixel to green (G) light is higher than the sensitivity of the G pixel. Therefore, it is possible to realize a higher recognition rate than monochrome symbol recognition using G pixels.

また、W画素から出力される信号は輝度信号であるため、通常の原色型ベイヤー配列の場合に行われる色補間処理を施さなくてもシンボル認識や文字認識が可能になる。従って、現状の課題である補間処理によるローパスフィルタの影響を無くすことができる。   Further, since the signal output from the W pixel is a luminance signal, symbol recognition and character recognition can be performed without performing the color interpolation processing performed in the case of a normal primary color Bayer array. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the low-pass filter due to the interpolation process, which is the current problem.

図3は本実施の形態の撮像素子11の画素の配列の一例を示す説明図である。図中、W、R、G、Bは、それぞれ上述したW画素、R画素、G画素、B画素を示す。なお、図3は撮像素子11を構成する画素の一部を示している。ラインa(第1画素ライン)は、ライン方向(横方向、水平方向)に沿って、W画素、R画素、W画素、R画素…の2つの画素を交互に配設している。また、ラインbは、ライン方向(横方向、水平方向)に沿って、B画素、G画素、B画素、G画素…の2つの画素を交互に配設してあり、ラインcは、ライン方向(横方向、水平方向)に沿って、G画素、R画素、G画素、R画素…の2つの画素を交互に配設している。ラインd(第2画素ライン)は、ライン方向(横方向、水平方向)に沿って、B画素、W画素、B画素、W画素…の2つの画素を交互に配設している。この場合、ラインdのB画素は、ラインaのW画素のライン上の位置に対応する位置に設けられている。また、ラインdのW画素は、ラインaのR画素のライン上の位置に対応する位置に設けられている。そして、ラインa〜dが縦方向(垂直方向、ライン方向に直交する方向)に沿って繰り返し配置されている。   FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of an array of pixels of the image sensor 11 according to the present embodiment. In the figure, W, R, G, and B represent the above-described W pixel, R pixel, G pixel, and B pixel, respectively. FIG. 3 shows a part of the pixels constituting the image sensor 11. In the line a (first pixel line), two pixels of W pixel, R pixel, W pixel, R pixel,... Are alternately arranged along the line direction (lateral direction, horizontal direction). In addition, the line b has two pixels B, G, B, G,... Arranged alternately along the line direction (lateral direction, horizontal direction), and the line c is the line direction. Two pixels of G pixel, R pixel, G pixel, R pixel,... Are alternately arranged along (lateral direction, horizontal direction). In the line d (second pixel line), two pixels of B pixel, W pixel, B pixel, W pixel,... Are alternately arranged along the line direction (lateral direction, horizontal direction). In this case, the B pixel of the line d is provided at a position corresponding to the position on the line of the W pixel of the line a. The W pixel on the line d is provided at a position corresponding to the position on the line of the R pixel on the line a. The lines a to d are repeatedly arranged along the vertical direction (vertical direction, direction orthogonal to the line direction).

W画素、R画素、G画素、B画素で構成された撮像素子11からの出力信号は、CPU14の制御の元、フレーム単位に画像データとして画像メモリ15に一旦記憶される。CPU14は、一旦記憶された画像データを画像メモリ15から取り出して、カラー画像の表示処理及びシンボル認識や文字認識等の認識処理を行う。   An output signal from the image sensor 11 composed of W pixels, R pixels, G pixels, and B pixels is temporarily stored in the image memory 15 as image data for each frame under the control of the CPU 14. The CPU 14 retrieves the image data once stored from the image memory 15 and performs color image display processing and recognition processing such as symbol recognition and character recognition.

ラインb、c、b(あるいは、ラインc、b、c)を取り出した場合、各ラインにより構成される画素は、ベイヤー配列となっている。   When the lines b, c, b (or the lines c, b, c) are taken out, the pixels constituted by the lines are in a Bayer array.

CPU14は、撮像素子11の上述の各ラインのうち、第1画素ラインとしてのラインaのデータ、第2画素ラインとしてのラインdのデータをそれぞれ取り出し、各ラインの画素からの出力信号を用いて、カラー画像を表示するためのカラー画像データ、及びシンボル認識又は文字認識のための単色画像データを生成する。以下、本実施の形態の画素構成によりカラー画像データ及び単色画像データの生成方法について説明する。   The CPU 14 extracts the data of the line a as the first pixel line and the data of the line d as the second pixel line from the above-described lines of the image sensor 11, and uses output signals from the pixels of each line. Generating color image data for displaying a color image and monochrome image data for symbol recognition or character recognition. Hereinafter, a method for generating color image data and monochrome image data using the pixel configuration of the present embodiment will be described.

図4は本実施の形態の画素構成の一例を示す説明図である。図4に示すように、本実施の形態の画素構成は、第1画素ラインとしてのラインa、第2画素ラインとしてのラインdにより構成され、ラインa、dがこの順で繰り返された構成となっており、W画素、R画素及びB画素で構成されている。すなわち、第1画素ラインとしてのラインaと第2画素ラインとしてのラインdとが、交互にライン方向と直交する方向に沿って配置した構成となっている。また、図4では、簡略化のため4×4画素のブロックのみを示している。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a pixel configuration according to this embodiment. As shown in FIG. 4, the pixel configuration of the present embodiment includes a line a as the first pixel line and a line d as the second pixel line, and the lines a and d are repeated in this order. It is composed of W pixels, R pixels, and B pixels. That is, the line a as the first pixel line and the line d as the second pixel line are alternately arranged along the direction orthogonal to the line direction. FIG. 4 shows only a 4 × 4 pixel block for the sake of simplicity.

図5は本実施の形態の画素構成の3×3画素の画素ブロックを示す説明図である。図5に示す画素ブロックは、図4に示す画素構成から3×3画素を取り出したものである。図5(a)は中心画素がB画素の場合を示し、図5(b)は中心画素がW画素であり、ライン方向(横方向)にB画素と隣接するWb画素の場合を示し、図5(c)は中心画素がW画素であって、ライン方向(横方向)にR画素と隣接するWr画素の場合を示し、図5(d)は中心画素がR画素の場合を示す。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a 3 × 3 pixel block having a pixel configuration according to the present embodiment. The pixel block shown in FIG. 5 is obtained by extracting 3 × 3 pixels from the pixel configuration shown in FIG. 5A shows a case where the central pixel is a B pixel, FIG. 5B shows a case where the central pixel is a W pixel, and a Wb pixel adjacent to the B pixel in the line direction (lateral direction). 5C shows the case where the central pixel is a W pixel and the Wr pixel is adjacent to the R pixel in the line direction (lateral direction), and FIG. 5D shows the case where the central pixel is the R pixel.

図5(a)の場合には、中心画素におけるR値、W値及びB値はそれぞれ、R=(R1+R2+R3+R4)/4、W=(W1+W2+W3+W4)/4、B=B1により求めることができる。 (18)   In the case of FIG. 5A, the R value, W value, and B value at the center pixel are R = (R1 + R2 + R3 + R4) / 4, W = (W1 + W2 + W3 + W4) / 4, B = B1. (18)

また、図5(b)の場合には、中心画素におけるR値、W値及びB値はそれぞれ、R=(R1+R2)/2、W=W3、B=(B1+B2)/2により求めることができる。   In the case of FIG. 5B, the R value, W value, and B value at the center pixel are R = (R1 + R2) / 2, W = W3, and B = (B1 + B2) / 2, respectively. Can be sought.

また、図5(c)の場合には、中心画素におけるR値、W値及びB値はそれぞれ、R=(R1+R2)/2、W=W3、B=(B1+B2)/2により求めることができる。   In the case of FIG. 5C, the R value, W value, and B value at the center pixel are R = (R1 + R2) / 2, W = W3, and B = (B1 + B2) / 2, respectively. Can be sought.

また、図5(d)の場合には、中心画素におけるR値、W値及びB値はそれぞれ、R=R1、W=(W1+W2+W3+W4)/4、B=(B1+B2+B3+B4)/4により求めることができる。   In the case of FIG. 5D, the R value, W value, and B value at the central pixel are R = R1, W = (W1 + W2 + W3 + W4) / 4, and B = (B1 + B2), respectively. + B3 + B4) / 4.

すなわち、単色画像の画像データは、上述の各W値により得ることができる。また、上述のW値は輝度値であるので、G=(W−jR−kB)/lによりG値(3原色の緑色)を求めることができる。ここで、W、R、BはそれぞれW画素、R画素、B画素からの出力値であり、また、j、k、lは所定の定数である。   That is, the image data of a single color image can be obtained from each W value described above. Further, since the W value described above is a luminance value, the G value (green of the three primary colors) can be obtained by G = (W−jR−kB) / l. Here, W, R, and B are output values from the W pixel, R pixel, and B pixel, respectively, and j, k, and l are predetermined constants.

さらに、W値、R値、B値を用いて色差信号U、Vそれぞれを、U=0.492×(B−W)、V=0.877×(R−W)により求めることができる。   Furthermore, each of the color difference signals U and V can be obtained by U = 0.492 × (B−W) and V = 0.877 × (R−W) using the W value, the R value, and the B value.

単色画像の画像データを用いて、QRコードやバーコード等の二次元コードに含まれる情報を抽出(シンボル認識)することができ、あるいは文字情報を抽出(文字認識)することができる。すなわち、シンボルの認識や文字認識には、カラーフィルタを配設していないW画素からの出力信号をそのまま用いることにより、周辺画素を用いた補間処理を行う必要がなく、また、カラーフィルタを設けていないので、RGB画素を用いる場合に比べて、高感度な撮像が可能となり、精度良くシンボルや文字の認識を行うことができる。   Information included in a two-dimensional code such as a QR code or a bar code can be extracted (symbol recognition) or character information can be extracted (character recognition) using image data of a single color image. That is, in symbol recognition and character recognition, an output signal from a W pixel without a color filter is used as it is, so that it is not necessary to perform interpolation processing using peripheral pixels, and a color filter is provided. Therefore, it is possible to perform high-sensitivity imaging as compared with the case where RGB pixels are used, and it is possible to recognize symbols and characters with high accuracy.

特に、W画素からの出力信号による単色画像を二値化し、二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の文字情報を抽出することにより、RGB画素を用いる場合に比べて、精度良く文字を認識することができる。   In particular, by binarizing a monochromatic image based on an output signal from a W pixel and extracting character information in the imaging target based on the binarized binarized image, accuracy is higher than when using RGB pixels. Can recognize characters well.

また、W画素からの出力信号による単色画像を二値化し、二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の二次元コード(例えば、バーコードやQRコードなどのシンボル)に含まれる情報を抽出することにより、RGB画素を用いる場合に比べて、精度良くシンボルを認識することができる。   In addition, the monochrome image based on the output signal from the W pixel is binarized and included in the two-dimensional code (for example, a symbol such as a barcode or QR code) in the imaging target based on the binarized binarized image. By extracting the information, it is possible to recognize the symbols with higher accuracy than when using RGB pixels.

また、上述のとおり、W、R、B値からG値を求めることができるので、撮像対象のカラー画像を表示することができ、ユーザは表示されたカラー画像を見ながら撮像対象の焦点を合わることや、撮像範囲内に撮像対象全体が入るように調整することができ、シンボルや文字の認識率をさらに高めることができる。   Further, as described above, since the G value can be obtained from the W, R, and B values, the color image to be captured can be displayed, and the user can focus on the captured image while viewing the displayed color image. And the entire imaging target can be adjusted within the imaging range, and the recognition rate of symbols and characters can be further increased.

このように、撮像対象の単色画像に含まれる情報を抽出するためには、W画素からの出力信号を用いることができる。また、カラー画像を表示するためには、W画素、R画素及びB画素からの出力信号を用いることができる。これにより、カラー画像を表示する場合もシンボルの認識や文字認識などの情報を抽出する場合も、同じ画素ラインを用いることができ、例えば、カラー画像を取得するためのカラー撮像モードと文字やシンボルを認識するためのモノクロ撮像モードなどのように、撮像モードを変える必要がなく簡便な構成で実現することができ、かつ出力信号の制御も簡素化することができる。   Thus, in order to extract the information included in the monochrome image to be imaged, the output signal from the W pixel can be used. In order to display a color image, output signals from the W pixel, the R pixel, and the B pixel can be used. As a result, the same pixel line can be used both when displaying a color image and when extracting information such as symbol recognition and character recognition. For example, a color imaging mode and a character or symbol for acquiring a color image can be used. Unlike the monochrome imaging mode for recognizing the image, it is not necessary to change the imaging mode, and it can be realized with a simple configuration, and the control of the output signal can be simplified.

上述の例では、G画素をW画素で置き換えた構成であるが、B画素あるいはR画素をW画素で置き換える構成でもよい。また、他の方式の撮像素子(例えば、補色型撮像素子)の一部をW画素で置き換える構成でもよい。   In the above example, the G pixel is replaced with the W pixel, but the B pixel or the R pixel may be replaced with the W pixel. Further, a configuration in which a part of another type of image sensor (for example, a complementary color image sensor) is replaced with a W pixel may be used.

カラー画像データを生成する場合、上述のラインa、ラインdのデータを用いる代わりに、別の画素ラインのデータを用いることもできる。図6はカラー画像データを生成するための画素構成の一例を示す説明図である。図6に示すように、カラー画像データを生成する場合に、ラインb、ラインc、がこの順で繰り返された構成となっており、R画素、G画素及びB画素で構成されている。また、図6では、簡略化のため4×4画素のブロックのみを示している。   When generating color image data, data of another pixel line can be used instead of using the data of line a and line d described above. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a pixel configuration for generating color image data. As shown in FIG. 6, when color image data is generated, the line b and the line c are repeated in this order, and are composed of R pixels, G pixels, and B pixels. Further, in FIG. 6, only a 4 × 4 pixel block is shown for simplification.

この構成の場合、シンボル認識や文字認識のためには、図4に示すように、ラインa、ラインdのW画素からの出力信号により単色画像データを生成する。一方、カラー画像の表示のためには、図6に示すように、ラインb、ラインcからの出力信号によりカラー画像データを生成する。これにより、カラー画像の表示に対しては、従来と同じ画素構成とし、従来と同じアルゴリズムで処理することができる。   In the case of this configuration, for symbol recognition and character recognition, as shown in FIG. 4, monochromatic image data is generated from output signals from W pixels on line a and line d. On the other hand, in order to display a color image, as shown in FIG. 6, color image data is generated by output signals from the lines b and c. Thereby, the display of a color image can be processed with the same algorithm as the conventional pixel configuration.

なお、W画素を含む画素構成であっても、カラー画像表示に多くの領域のデータを必要とする場合がある。図7はW画素を含むRGB画素構成の例を示す説明図である。図7に示すような画素構成では、W画素からの出力信号を用いてシンボル認識や文字認識を行うことができるものの、画素ラインがW画素とR画素との組み合わせ、あるいは、G画素とB画素との組み合わせであるため、例えば、1ライン置きにデータを取り出す(読み出す)場合には、色情報を得ることができない。すなわち、G画素とB画素との読み出しの場合には、R画素の成分が欠落し、W画素とR画素との読み出しの場合には、G画素及びB画素の成分分離をすることができない。そのため、4個の波長領域(W画素、G画素、B 画素、R画素)のうちカラー画像表示には、少なくとも3つの領域(例えば、ラインe、f、g)の情報が必要となる。この点、図3の例では、このような問題はない。   Even in a pixel configuration including W pixels, there are cases where a large amount of data is required for color image display. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an RGB pixel configuration including W pixels. In the pixel configuration as shown in FIG. 7, although symbol recognition and character recognition can be performed using the output signal from the W pixel, the pixel line is a combination of the W pixel and the R pixel, or the G pixel and the B pixel. For example, when data is taken out (read) every other line, color information cannot be obtained. That is, in reading G pixels and B pixels, R pixel components are lost, and in reading W pixels and R pixels, G pixel and B pixel components cannot be separated. Therefore, information of at least three areas (for example, lines e, f, and g) is required for color image display among the four wavelength areas (W pixel, G pixel, B pixel, and R pixel). In this regard, there is no such problem in the example of FIG.

次に、カラー画像の表示処理とシンボル認識や文字認識等の認識処理とのタイミングについて説明する。シンボルの認識時や文字認識時においても、認識対象(撮像対象)が撮像範囲内に入っているかの確認、あるいは、認識対象の焦点が合っているかの確認などを行うために、認識対象を撮像して表示する必要がある。表示される画像は、ユーザが実際に見ている認識対象(被写体)通りのカラー画像でないと、ユーザは戸惑いや違和感を覚えることになる。そこで、シンボルの認識や文字認識には、二値化された単色画像を用い、画像の表示には通常のカメラモードと同様のカラー画像を表示する必要あり、表示処理と認識処理とのデータの切り替えを行う。   Next, the timing of color image display processing and recognition processing such as symbol recognition and character recognition will be described. When recognizing symbols or characters, the recognition target is imaged to check whether the recognition target (imaging target) is within the imaging range or whether the recognition target is in focus. Need to be displayed. If the displayed image is not a color image according to the recognition target (subject) that the user actually sees, the user will feel confused and uncomfortable. Therefore, it is necessary to use a binarized single color image for symbol recognition and character recognition, and to display a color image similar to the normal camera mode for image display. Switch.

また、シンボルの認識や文字認識の認識率を向上させるためには、1フレーム当たりの認識率を向上させる方法、認識処理に用いるフレーム数を増加させる方法、ユーザの操作性を向上させる方法などがある。   In order to improve the recognition rate of symbol recognition and character recognition, there are a method of improving the recognition rate per frame, a method of increasing the number of frames used for recognition processing, a method of improving user operability, etc. is there.

ユーザの操作性を向上させることで認識率を高めるには、例えば、認識対象(被写体)を表示部に表示しながら、認識処理を行う方法がある。認識対象をカラー画像で表示させることにより、認識対象の焦点が合っているか、あるいは、認識対象が撮像範囲内に正しく入っているかなどを容易に確認することができる。なお、仮に認識対象が、白黒などの無彩色であったとしても、撮像範囲内にどのような認識対象が入っているかを容易に確認することができるよう、表示はカラー画像にすることが好ましい。   In order to increase the recognition rate by improving user operability, for example, there is a method of performing recognition processing while displaying a recognition target (subject) on a display unit. By displaying the recognition target as a color image, it is possible to easily confirm whether the recognition target is in focus or whether the recognition target is correctly within the imaging range. Even if the recognition target is an achromatic color such as black and white, the display is preferably a color image so that it can be easily confirmed what type of recognition target is in the imaging range. .

図8は表示処理と認識処理の関係を示すタイミングチャートである。図8において、上段は撮像素子11からの出力信号(画像データ)であり、中段は表示部16に出力された表示信号(表示画像)、下段はシンボル認識や文字認識の認識信号(認識画像、単色画像)を示す。図8に示すように、1フレーム単位で出力される出力信号に対して、フレーム単位で表示画像と認識画像とに切り替える。これにより、ユーザは撮像対象(被写体、認識対象)を確認することができるとともに、文字やシンボルの認識率を高めることができる。   FIG. 8 is a timing chart showing the relationship between display processing and recognition processing. In FIG. 8, the upper stage is an output signal (image data) from the image sensor 11, the middle stage is a display signal (display image) output to the display unit 16, and the lower stage is a recognition signal (recognition image, Monochrome image). As shown in FIG. 8, the output signal output in units of one frame is switched between a display image and a recognized image in units of frames. Thereby, the user can confirm the imaging target (subject, recognition target) and can increase the recognition rate of characters and symbols.

なお、図8の例では、フレーム単位に表示信号と認識信号とを交互に切り替える例であったが、これに限定されるものではない。出力信号の出力先を撮像画像のフレーム単位で交互に切り替える方法としては、1つ目のフレームをカラー表示のための表示画像とし、2つ目のフレームを文字やシンボルの認識用の単色画像とするだけでなく、1つ目のフレームをカラー表示のための表示画像とし、2つ目及び3つ目の連続する2つのフレームを文字やシンボルの認識用の単色画像とすることもできる。これにより、認識フレームの数を増やし、認識時間を短くすることが可能となり、認識率が向上する。   In the example of FIG. 8, the display signal and the recognition signal are alternately switched in units of frames, but the present invention is not limited to this. As a method of alternately switching the output destination of the output signal for each frame of the captured image, the first frame is a display image for color display, and the second frame is a single color image for character or symbol recognition. In addition, the first frame may be a display image for color display, and the second and third consecutive frames may be single-color images for character and symbol recognition. As a result, the number of recognition frames can be increased, the recognition time can be shortened, and the recognition rate can be improved.

また、フレーム単位に出力先を交互に切り替えるのではなく、フレーム単位の出力信号を同時に表示信号(表示画像)と認識信号(認識画像)とすることもできる。   Further, instead of alternately switching output destinations in units of frames, output signals in units of frames can be simultaneously used as display signals (display images) and recognition signals (recognition images).

また、通常、シンボル認識や文字認識に使用する画素数に対し、表示部にて表示できる画像サイズは小さいため、シンボル認識や文字認識には撮像素子11からW画素からの出力信号のみを使用し、表示部16に表示する場合には、更に画像サイズが小さく、表示部16で表示するのに必要な画像サイズにすることで、撮像素子11から出力するフレーム数を増やし、認識時間の短縮と表示によってユーザが感じるリアルタイム性の向上を図ることも可能である。   Also, since the image size that can be displayed on the display unit is usually smaller than the number of pixels used for symbol recognition and character recognition, only the output signal from the image sensor 11 to the W pixel is used for symbol recognition and character recognition. When displaying on the display unit 16, the image size is further reduced, and the image size necessary for display on the display unit 16 is increased, thereby increasing the number of frames output from the image sensor 11 and reducing the recognition time. It is also possible to improve the real-time property felt by the user by the display.

以上説明したように、本発明によれば、シンボルの認識や文字認識には、カラーフィルタを設けていない白色画素(W画素)からの出力信号をそのまま用いることで従来のような周辺画素を用いた補間処理を行う必要がなく、また、カラーフィルタを設けていないので、RGB画素を用いる場合に比べて、高感度な撮像が可能となり、精度良くシンボルや文字の認識を行うことができる。また、撮像対象のカラー画像を表示することができるので、ユーザは表示されたカラー画像を見ながら撮像対象の焦点を合わることや、撮像範囲内に撮像対象全体が入るように調整することができ、シンボルや文字の認識率をさらに高めることができる。   As described above, according to the present invention, peripheral pixels as in the past can be used for symbol recognition and character recognition by directly using output signals from white pixels (W pixels) that are not provided with a color filter. Since no interpolation processing is required and no color filter is provided, it is possible to capture images with higher sensitivity than in the case of using RGB pixels, and it is possible to recognize symbols and characters with high accuracy. In addition, since the color image of the imaging target can be displayed, the user can adjust the focus of the imaging target while viewing the displayed color image or adjust the entire imaging target within the imaging range. And the recognition rate of symbols and characters can be further increased.

上述の実施の形態では、携帯電話機を一例として挙げて説明したが、本発明に係る撮像装置は、携帯電話機に限定適用されるものではなく、カメラを装備する携帯機器であれば適用することができる。これにより、カラー画像の撮像機能に加えて、シンボルや文字を精度良く認識することができる機能を備えた携帯機器を提供することができる。   In the above-described embodiment, a mobile phone has been described as an example. However, the imaging device according to the present invention is not limited to a mobile phone, and may be applied to any mobile device equipped with a camera. it can. Thereby, in addition to the imaging function of a color image, the portable apparatus provided with the function which can recognize a symbol and a character accurately can be provided.

本発明に係る撮像装置を備える携帯機器としての携帯電話機の要部構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a principal part structure of a mobile telephone as a portable apparatus provided with the imaging device which concerns on this invention. 本実施の形態の撮像素子の要部構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part structure of the image pick-up element of this Embodiment. 本実施の形態の撮像素子の画素の配列の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the arrangement | sequence of the pixel of the image pick-up element of this Embodiment. 本実施の形態の画素構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the pixel structure of this Embodiment. 本実施の形態の画素構成の3×3画素の画素ブロックを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pixel block of 3x3 pixel of the pixel structure of this Embodiment. カラー画像データを生成するための画素構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the pixel structure for producing | generating color image data. W画素を含むRGB画素構成の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the RGB pixel structure containing W pixel. 表示処理と認識処理の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relationship between a display process and a recognition process. 従来の原色型ベイヤー配列の撮像素子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the image pick-up element of the conventional primary color type Bayer arrangement.

符号の説明Explanation of symbols

10 光学系
11 撮像素子
12 AFE
13 信号処理部
14 CPU
15 画像メモリ
16 表示部
10 Optical System 11 Image Sensor 12 AFE
13 Signal processor 14 CPU
15 Image memory 16 Display section

Claims (7)

複数の光電変換素子上に複数の特定色のカラーフィルタをそれぞれの素子単位で配設した特定色画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記カラーフィルタを配設していない白色画素と、
少なくとも前記特定色画素の一部を含む画素からの出力信号を用いて、撮像対象のカラー画像を表示する表示手段と、
前記白色画素からの出力信号を用いて、撮像対象の単色画像に含まれる情報を抽出する抽出手段と
白色画素及び第1色の特定色画素が交互にその長手方向に配設された複数の第1画素ラインと、
前記白色画素の前記第1画素ライン上の位置に対応する位置に設けられた第2色の特定色画素、及び前記第1色の特定色画素の前記第1画素ライン上の位置に対応する位置に設けられた白色画素が交互にその長手方向に配設された複数の第2画素ラインと、
前記第1画素ライン及び第2画素ラインの画素からの出力信号の出力先を前記表示手段又は前記抽出手段のいずれかに切り替える切替手段と
を備え
該切替手段は、
出力先を撮像画像のフレーム単位で交互に切り替えるように構成してあることを特徴とする撮像装置。
In an image pickup apparatus including an image pickup element having a specific color pixel in which a plurality of color filters of a specific color are arranged in units of elements on a plurality of photoelectric conversion elements,
A white pixel not provided with the color filter;
Display means for displaying a color image to be imaged using an output signal from a pixel including at least a part of the specific color pixel;
Extraction means for extracting information contained in a monochrome image to be imaged using an output signal from the white pixel ;
A plurality of first pixel lines in which white pixels and specific color pixels of a first color are alternately arranged in the longitudinal direction;
A specific color pixel of a second color provided at a position corresponding to a position on the first pixel line of the white pixel, and a position corresponding to a position on the first pixel line of the specific color pixel of the first color A plurality of second pixel lines in which the white pixels provided in are alternately arranged in the longitudinal direction;
Switching means for switching an output destination of output signals from the pixels of the first pixel line and the second pixel line to either the display means or the extraction means ;
The switching means is
Configuration imaging apparatus according to claim tare Rukoto an output destination to switch alternately in frame units of the captured image.
前記単色画像を二値化する二値化手段を備え、
前記抽出手段は、
前記二値化手段で二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の文字情報を抽出するように構成してあることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Binarizing means for binarizing the monochromatic image;
The extraction means includes
The imaging apparatus according to claim 1, wherein character information in the imaging target is extracted based on the binarized image binarized by the binarization unit.
前記単色画像を二値化する二値化手段を備え、
前記抽出手段は、
前記二値化手段で二値化した二値化画像に基づいて、撮像対象中の二次元コードに含まれる情報を抽出するように構成してあることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Binarizing means for binarizing the monochromatic image;
The extraction means includes
The imaging according to claim 1, wherein information included in a two-dimensional code in an imaging target is extracted based on the binarized image binarized by the binarization unit. apparatus.
記表示手段は、
前記第1画素ライン及び第2画素ラインの画素からの出力信号を用いて、撮像対象のカラー画像を表示するように構成してあり、
前記抽出手段は、
前記第1画素ライン及び第2画素ラインの画素のうち白色画素からの出力信号を用いて、情報を抽出するように構成してあることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の撮像装置。
Before Symbol display means,
It is configured to display a color image to be imaged using output signals from the pixels of the first pixel line and the second pixel line,
The extraction means includes
The information is extracted by using an output signal from a white pixel among the pixels of the first pixel line and the second pixel line. The imaging apparatus according to item 1.
前記表示手段は、
前記単色画像よりも画像サイズの小さいカラー画像を表示するように構成してあることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の撮像装置。
The display means includes
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the imaging apparatus is configured to display a color image having a smaller image size than the monochrome image.
前記複数の特定色は、
赤色、緑色及び青色又はこれらの補色であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の撮像装置。
The plurality of specific colors are:
Red, green and blue or the image pickup apparatus according to any one of claims 1, characterized in that it is these complementary to claim 5.
請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の撮像装置を備えることを特徴とする携帯機器。 A portable device comprising the imaging device according to any one of claims 1 to 6 .
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