JP5457687B2

JP5457687B2 - カラーカメラおよびノイズ除去方法

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Description

本発明は、カラーカメラに関わり、特に単板式カラーカメラにおいて、撮像素子が取得した映像信号のノイズ除去回路に関するものである、

図１は、従来の単板式カラーカメラにおける巡回型ノイズリダクション回路の構成例を示すブロック図である。映像信号のノイズ成分を除去する回路としては、図１に示すような巡回型ノイズリダクション回路が効果的で、従来から利用されている。
図１のノイズリダクション回路において、単板式カラーカメラの撮像素子が取得した映像信号は、ＲＡＷ信号のデータとして乗算器１１の一方の入力端に入力される。乗算器１１は他方の入力端から入力された係数（１−Ｋ）と、入力されたＲＡＷ信号とを乗算し、その積を加算器１２の一方の入力端に出力する。加算器１２は他方の入力端から入力された信号に、乗算器１１から入力された信号を加算して、フレームメモリ１４に出力すると共に、ノイズ低減後の映像信号としてノイズリダクション回路の出力信号とする。
フレームメモリ１４は、入力された映像信号を１フレーム期間だけ遅延した後、乗算器１３の一方の入力端に出力する。乗算器１３は、１フレーム期間遅延した映像信号に、他方の入力端から入力される係数Ｋを乗算して、その積を加算器１２の他方の入力端に出力する。
また、係数Ｋ設定部１６は、設定された係数Ｋを乗算器１３の他方の入力端に出力し、かつ、係数（１−Ｋ）生成部１５に出力する。係数（１−Ｋ）生成部１５は、入力された係数Ｋに基づいて、係数（１−Ｋ）を生成し、乗算器１１の他方の入力端に出力する。
即ち、図１に示すようなノイズリダクション回路では、巡回型フィルタを用いて累積加算する構成とし、ランダム成分であるノイズのみがキャンセルされ、信号成分を有効に取り出すことによって、ノイズ低減を実現している。
なお、Ｋは、０＜Ｋ＜１の自然数である。

また、一般的な、単板式カラーカメラとしては、図２に示すように、撮像素子（センサー）から出力された信号（ＲＡＷ信号）を色分離補正し、輝度信号と色信号に変換した後、それぞれにノイズリダクションを行う。図２は、従来の単板式カラーカメラにおける撮像素子から輝度信号と色信号を分離するまでの構成部分を示すブロック図である。
図２において、撮像素子（センサー）２１は、図示しない光学系を介して結像した被写体像をＲＡＷ信号の映像信号として色分離フィルタ部２２に出力する。色分離フィルタ部２２は、入力されたＲＡＷ信号から、輝度信号と色信号を生成して、輝度信号を輝度信号ノイズリダクション部２３に出力し、色信号を色信号ノイズリダクション部２４に出力する。
輝度信号ノイズリダクション部２３と色信号ノイズリダクション部２４は、それぞれ、入力された信号に対して、例えば、図１で説明したような巡回型ノイズリダクション回路でノイズを除去して出力する。

撮像素子より出力された信号は、図３に示す構成を取る。図３は、原色タイプの撮像素子の場合であるが、他に補色タイプの撮像素子の場合も考えられる。ここでは簡単のため原色タイプの撮像素子で説明する。
単板式カラーカメラ等のカラーカメラにおいて、撮像素子は、透過率の異なる複数種類の色フィルタが、各画素の表面に所定の配列で接地された固体撮像素子である。即ち、撮像素子は、単板式の色フィルタを備えた固体撮像素子である。この色フィルタは、隣接する画素毎に異なる種類の色フィルタが設置される。従って、撮像素子から出力される映像信号は、各画素が単色の色情報しか持たない、いわゆるＲＡＷ画像信号となる。
このような撮像素子に設置される単板式色フィルタとして、例えば、Ｒ（赤色）フィルタとＧ（緑色）フィルタとＢ（青色）フィルタとからなるベイヤーフィルタで構成される。例えば、このベイヤーフィルタは、ＧフィルタとＢフィルタとが水平方向に交互に並ぶラインと、ＲフィルタとＧフィルタとが水平方向に交互に並ぶラインとを、垂直方向に交互に並ぶようにして備える。即ち、ＧフィルタとＲフィルタとが垂直方向に交互に並ぶラインと、ＢフィルタとＧフィルタとが垂直方向に交互に並ぶラインとが、水平方向に交互に並ぶ。このようなベイヤーフィルタを備えた撮像素子によって、ＲＧＢフィルタそれぞれを備えた画素よりＲＧＢ信号それぞれとなる映像信号（ＲＡＷ信号）が、図３に示すような色の配列として出力される（図３では、撮像素子の一部の画素分だけを反映して表示している。）。

まず、ＲＡＷ信号と色分離回路の関係について簡単に説明する。
各画素においては、１ＣＨの色信号のみであるが、一般に色分離補正では、周辺の信号情報より補間して３ＣＨ分の色成分を取り出す。たとえば、図３でＧ位相の画素において、周辺のＲ位相の信号より補間を行い、Ｇ位相のＲ信号を生成する。同様に周辺のＢ位相の信号より補間を行い、Ｇ位相のＢ信号を生成する。
また、Ｒ位相の画素において、周辺のＧ位相の信号より補間を行い、Ｒ位相のＧ信号を生成する。同様に周辺のＢ位相の信号より、Ｒ位相のＢ信号を生成する。
Ｂ位相の画素も同様に３ＣＨの信号を生成する。
得られたＲ、Ｇ、及びＢの３ＣＨの信号より、マトリックス演算を行い、次式によって輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、及び色差信号Ｂ−Ｙに変換する。この式におけるＲ、Ｇ、及びＢは、それぞれのＣＨ毎の信号の輝度値である。

輝度Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ・・・・・・式（１）
色差Ｒ−Ｙ＝０．７００Ｒ−０．５９０Ｇ−０．１１０Ｂ・・・・式（２）
色差Ｂ−Ｙ＝−０．３００Ｒ−０．５９０Ｇ＋０．８９０Ｂ・・・式（３）

変換を行う前に、色分離補間後のＲ、Ｇ、Ｂの各信号に対し、それぞれ色バランスの調整を行う。
色バランスが崩れている要素は、様々あるが、最も大きな要因は、撮像素子における各色別のＣＨ間の感度特性の差である。
単板式カラーカメラの撮像素子では、画素ごとに設けられているＲ、Ｇ、Ｂの各色フィルタから、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色成分をＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各ＣＨ信号として取り出す構成となっている。これらＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、各色フィルタが異なるため、それぞれの撮像感度が異なる。これは補色タイプの撮像素子を用いた場合も同様である。
ＲＧＢ原色タイプの撮像素子で説明すると、一般的にＧ信号の撮像感度が高く、Ｒ信号とＢ信号の撮像感度は低くなる。そして、場合によっては、２倍以上の感度差が発生する。この感度差が、色バランスの崩れとなる。これを補正するために、従来は、ホワイトバランスの制御が必要となる。ホワイトバランスの制御とは、白い被写体を映し、色分離補間した後（図２に示す回路の後段）のＲ、Ｇ、Ｂ信号において、ＲＧＢ間の色ずれ補正を行い、その時の補正値を元に、ＲＧＢ間の色バランスの崩れを補正することである。

図４は、ホワイトバランス制御回路の構成の従来例を示すブロック図である。Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号は、ＣＨ毎に、それぞれ乗算器４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂに入力され、それぞれＲ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｒ、Ｇ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｇ、Ｂ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｂから出力された補正データを乗算され、それぞれの積が出力されると共に、Ｒ−ＣＨ積分器４２Ｒ、Ｇ−ＣＨ積分器４２Ｇ、Ｂ−ＣＨ積分器４２Ｂに出力される。
Ｒ−ＣＨ積分器４２Ｒ、Ｇ−ＣＨ積分器４２Ｇ、Ｂ−ＣＨ積分器４２Ｂは、積分値をそれぞれＣＰＵ４３に出力し、ＣＰＵ４３は、入力された積分値に基づいて補正信号をＲ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｒ、Ｇ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｇ、Ｂ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｂに出力する。Ｒ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｒ、Ｇ−ＧＡＩＮ補正部４４Ｇ、Ｂ−ＧＡＩＮ補正部４４は入力された補正信号に該当する補正データを、それぞれ乗算器４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂに出力する。これらの補正データによって、入力されるＲ信号、Ｇ信号、及び、Ｂ信号は、それぞれ、乗算器４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂでクリップされて出力される。

上記構成を前提に、ＲＡＷ信号段階でのノイズリダクションの課題をさらに説明する。
一般的に、各色ＣＨ間の撮像感度が、Ｇ信号の感度が高く、Ｒ信号とＢ信号は低くなることは、すでに説明した通りである。図６に示すように、カラーカメラにおいて、白色光を入射した場合、光量を増加していくと、撮像素子の出力では、先ずＧ信号の電荷があふれ、つぶれていく。その場合、Ｒ信号とＢ信号は、感度が低いため、まだあふれていない状態である。図６にそれぞれの色信号の入出力特性を示す。図６は、横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルを示す図である。なお、以降の、従来技術及び本発明の実施例で示す図７〜図１０、及び図１２と図１３も同様に、横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。

図４で示したホワイトバランス制御回路によって、ＲＧＢ間の色バランスを補正した後の特性を図７に示す。図７においては、図４における、横軸にＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号のそれぞれの入力をとり、縦軸にそれぞれの出力をとった図である。
図７では、信号レベルは、Ｇ信号が１００％でクリップされているのに対し、Ｒ信号とＢ信号が１００％以上の高輝度部で伸びている。このため、色バランスが崩れ、マゼンタ色になる。
しかし１００％以上の信号は、カメラ出力段階で、１００％にクリップされるため、Ｒ、Ｇ、Ｂ同様に１００％になり、色のずれは発生しない。なお、クリップとは、クリップ値をＬｃとすると、Ｌｃ以上のレベル信号をすべてＬｃにする機能である。
その場合の特性を、図８に示す。図８に示すように、１００％以上でＧ信号がクリップされ（Ｌｃ＝１００％）、出力後は白色となる。

特開２００５−１７５８６４号公報特開平０７−０８７５１１号公報

上述した従来例の説明から分かるように、単板式カラーカメラにおける巡回型ノイズリダクション回路は、フレームメモリを必要とし、ハード構成が大規模となる。また、輝度信号用ノイズリダクション回路と色差信号用ノイズリダクション回路と、２つのノイズリダクション回路が必要となり、さらに回路規模が大きく高価な構成となる。
特許文献１では、演算するデータ量を削減するために、ＲＡＷ信号データに対して循環型のノイズ除去フィルタを使用することが記載され。ホワイトバランス処理の制御もＲＡＷ信号データで実行している。しかし、低照度時の動画像撮影におけるノイズ除去を簡素化するのが目的であり、高輝度時での対策技術には配慮されていない。
また、特許文献２では、高輝度時の着色防止のために、各色成分毎にしきい値を設ける技術が記載されている。しかし、ホワイトバランス制御をＲＡＷ信号において処理しているがノイズリダクション処理に関しての記載はない。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、ハード構成が小さく従来より安価なカラーカメラを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、色分離前のＲＡＷ信号段階でノイズリダクション処理することで、１系統の処理のみでノイズリダクション処理を実現することによって回路構成を１／２に低減した。さらに、ノイズリダクション処理の前に、高輝度補正処理することで、動きのある被写体における色バランスずれを解消したものである。
即ち、本発明は、撮像素子にて得られたＲＡＷ信号に対して色信号の感度差を補正する高輝度補正部と、該色信号の感度差を補正された信号にノイズ除去処理を行うノイズ除去回路と、該ノイズ除去された信号に対して色分離処理を行う手段とを有することを特徴とするカラーカメラである。

本発明によれば、ハード構成が小さく従来より安価なノイズリダクション回路を提供することができる。また、ノイズリダクション回路の前に高輝度補正回路を挿入することで、動きのある被写体であっても色バランスのずれが発生しないカラーカメラを提供することができる。

従来の巡回型ノイズリダクション回路の構成例を示すブロック図である。従来の単板式カラーカメラにおける撮像素子から輝度信号と色信号を分離するまでの構成部分を示すブロック図である。原色タイプの撮像素子の場合の出力信号を説明するための図である。従来のホワイトバランス制御回路の構成の一例を示すブロック図である。本発明の一実施例のカラーカメラの構成を示すブロック図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。本発明の一実施例のカラーカメラの構成を示すブロック図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。横軸に入力レベル、縦軸に出力レベルをとって入出力特性を示す図である。本発明の一実施例のホワイトバランス制御回路の構成を示すブロック図である。

本発明のカラーカメラは、例えば、単板式カラーカメラ等のカラーカメラにおいて、撮像素子（センサー）にて得られた信号に対し、色分離補間を行う前のＲＡＷ信号段階で、巡回ノイズ除去処理を行うノイズリダクション回路を有する。
また好ましくは、さらに、巡回型ノイズ除去処理を行うノイズリダクション回路の前段で、色信号の感度差を補正する手段を有し、感度差補正処理後の信号において、特定の値以上の信号に対し一定値に置き換える処理を有し、高輝度信号の色崩れを解消した後、巡回型ノイズ除去処理を行う。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図の説明において、従来の技術を説明した図面を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。

本発明のカラーカメラの一実施例を、図５によって説明する。
図５は、本発明の単板式カラーカメラにおける撮像素子から輝度信号と色信号を分離するまでの構成部分を示すブロック図である。図５は、図４で説明したホワイトバランス制御回路を、ＲＡＷ信号段階で処理するように構成した場合の、本発明の一実施例のカラーカメラの構成を示すブロック図である。
図５においては、撮像素子（センサー）から出力されたＲＡＷ信号を、ノイズリダクションしてから色分離補正する。即ち、撮像素子（センサー）２１は、図示しない光学系を介して結像した被写体像をＲＡＷ信号の映像信号としてノイズリダクション部５３に出力する。ノイズリダクション部５３は、入力されたＲＡＷ信号からノイズを除去して、色分離フィルタ部５２に出力する。色分離フィルタ部５２は、入力されたノイズ除去されたＲＡＷ信号から、輝度信号と色信号を生成して、出力する。
ノイズリダクション部５３は、入力された信号に対して、例えば、図１で説明したような巡回型ノイズリダクション回路でノイズを除去して出力する。

図５の実施例によれば、色分離前のＲＡＷ信号段階でノイズリダクション処理することで、１系統の処理のみでノイズリダクション処理を実現することによって回路構成を１／２に低減することができる。

しかし、ＲＡＷ信号段階において、図１に示したブロック構成によってノイズリダクションを行った場合において、静止画像について問題はない。しかし、動画像において、フレーム間で動きがある場合には、係数がかかって累積加算されるため、入力映像がゲイン倍される。
例えば、入力映像にレベル＝０からレベル＝Ｌに変化するステップ（段差）映像を入れた場合、ノイズリダクション出力映像レベルＮＲは、次式のように表される。
ＮＲ＝Ｌ×（１−Ｋ）×（１＋Ｋ_１＋Ｋ_２＋Ｋ_３＋・・・＋Ｋ_ｎ）・・・式（３）
となる。
ここで、ｎはフレーム数である。
係数Ｋが０．７５（Ｋ＝０．７５）の場合、
出力レベルＮＲは、０．２５、０．４３７５、０．５７８、・・・であり、出力レベルＮＲがレベルＬの９５％に到達するまでのフレーム数ｎは１０（ｎ＝１０）である。
即ち、映像が一瞬でも動いた場合には、動きが止まっても、ノイズリダクション後の映像としては映像として落ち着くまでに、１０フレーム程度の時間を要し、その時間は係数Ｋがかかり、残像のように表示される。

また、強い光が入射して、撮像素子の出力段階で、Ｇ信号がつぶれた状態の信号が動いた場合、色分離処理とホワイトバランス処理を行うと、図９に示すような、図８で示したクリップ処理とは異なった現象（白潰れ）が発生する。
即ち、撮像素子の出力段階では、図６と同様であるが、動きがあった瞬間の映像は、ノイズリダクション処理を実行すると、ｎ次の多項式で係数Ｋがかかる。
例えば、係数Ｋが０．７５ならば、最初のフレーム（ｎ＝１）ではＮＲがレベルＬの０．２５（２５％）、次のフレーム（ｎ＝２）ではレベルＬのＮＲが０．４３７５（約４４％）、となる。そのため、入出力特性は図９のようになる。これをホワイトバランス処理すると、図１０のような特性となり、１００％以下の領域でマゼンタ色が発生する。即ち、輝度の高い被写体が動くと、図９に示した入出力特性に従って白潰れが発生する。即ち、ノイズリダクション処理されている間、図１０に示した入出力特性に従うため、高輝度時には色バランスが崩れ、白色の表示部分がマゼンタ色に見えてしまう。なお、図９と図１０は、動きがあった映像から、２フレーム目（ｎ＝２）の場合の入出力特性である。
これを解消し、色再現性を向上させ、高輝度時にも色バランスが崩れず、輝度の高い被写体が動いた場合でも、白色の表示部分が元のままの白色に表示されるようにすることが次の課題となる。

上記次の課題を解消するために、本発明の別の実施例では、図１１に示すようにＲＡＷ信号ノイズリダクション回路の前に高輝度補正回路を挿入する。
図１１と図１４のブロック構成によって、本発明の別の実施例のカラーカメラの色バランスについて説明する。図１１は、本発明の一実施例のカラーカメラの構成を示すブロック図である。また図１４は、本発明の一実施例のホワイトバランス制御回路の構成を示すブロック図である。

図１１は、図５の構成に加え、撮像素子（センサー）２１とノイズリダクション部５３との間に図１４に示す高輝度補正回路１１０を挿入したものである。撮像素子２１の出力段階では、図６と同様の入出力特性である。
即ち、図１１において、図１４の高輝度補正回路１１０は、撮像素子２１から入力されたＲＡＷ信号について、Ｒ、Ｇ、Ｂ各ＣＨ間の感度差を先に補正してから、ノイズリダクション部５３に出力する。ノイズリダクション部５３は、図５と同様に、入力されたＲＡＷ信号からノイズを除去して、色分離フィルタ部５２に出力する。色分離フィルタ部５２は、入力されたノイズ除去されたＲＡＷ信号から、輝度信号と色信号を生成して、出力する。

図１４の高輝度補正回路１１０の詳細について説明する。撮像素子２１から出力されたＲＡＷ信号データは、乗算器１４１に入力される。乗算器１４１は、入力されたＲＡＷ信号データにセレクタ１４６から入力される信号を乗算し、その積をクリップ回路１４７と共に、対応する色信号別に、Ｒ−ＣＨ積分器１４２Ｒ、Ｇｒ−ＣＨ積分器１４２Ｇｒ、Ｇｂ−ＣＨ積分器１４２Ｇｂ、若しくはＢ−ＣＨ積分器１４２Ｂに出力する。
例えば、ＲＡＷ信号データは、水平ラインの左から右の画素毎に乗算器１４１に入力され、以下の処理を行う（図３参照）。
乗算器１４１は、水平ラインの色成分がＧ、Ｂ、Ｇ、Ｂ、Ｇ、Ｂ、・・・の画素を処理の対象とした場合には、まず、各画素において、Ｇ信号成分の映像信号データをＧｂ−ＣＨ積分器１４２Ｇｂに出力し、Ｂ信号成分の映像信号データをＢ−ＣＨ積分器１４２Ｂに出力する。次に、水平ラインの色成分がＲ、Ｇ、Ｒ、Ｇ、Ｒ、Ｇ、・・・の画素を処理の対象とした場合には、各画素において、Ｒ信号成分の映像信号データをＲ−ＣＨ積分器１４２Ｒに出力し、Ｇ信号成分の映像信号データをＧｒ−ＣＨ積分器１４２Ｇｒに出力する。

制御部（ＣＮＴ）１４５は、所定の制御信号をＲ−ＣＨ積分器１４２Ｒ、Ｇｒ−ＣＨ積分器１４２Ｇｒ、Ｇｂ−ＣＨ積分器１４２Ｇｂ、及びＢ−ＣＨ積分器１４２Ｂ、並びに、セレクタ１４６に出力し、各積分器１４２Ｒ、１４２Ｇｒ、１４２Ｇｂ、及び１４２Ｂがデータを書き込むタイミング及び読み出すタイミング、並びに、セレクタ１４６が出力する補正データを選択制御する。
例えば、撮像素子がＣＣＤの場合には、ＣＣＤを駆動するためのタイミングジェネレータ（図示しない）からクロック信号を取得してカウンタ（図示しない）でカウントし、所定のカウント値になった時に、所定のタイミング信号や選択制御信号を出力する。

Ｒ−ＣＨ積分器１４２Ｒ、Ｇｒ−ＣＨ積分器１４２Ｇｒ、Ｇｂ−ＣＨ積分器１４２Ｇｂ、及びＢ−ＣＨ積分器１４２Ｂは、それぞれ、制御部１４５の制御信号に基づいて、それぞれ、信号の書き込みと、所定時間範囲内若しくは所定サンプル量積分した値を読出しＣＰＵ１４３に出力する。

ＣＰＵ１４３は、入力されたそれぞれの積分値に基づいて、補正信号をＲ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｒ、Ｇｒ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｇｒ、Ｇｂ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｇｂ、及びＢ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｂに出力する。
また好ましくは、ＣＰＵ１４３は、図示しない制御線を介して制御部１４５を制御し、制御部１４５のタイミングの周期や選択制御の周期を変更する。

Ｒ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｒ、Ｇｒ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｇｒ、Ｇｂ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｇｂ、及びＢ−ＧＡＩＮ補正部１４４Ｂは、それぞれ、入力された補正信号に該当する補正データを算出し、算出した補正データを、それぞれ、セレクタ１４６に出力する。セレクタ１４６は、入力されたそれぞれの補正データを、制御部１４５から入力されるタイミング信号のタイミングに応じて選択して、乗算器１４１に出力する。
クリップ回路１４７は、入力された信号に所定のクリップを施して出力する。
以下、の処理は、図５で説明したので省略する。

図７で示した乗算器１４１に入力されるＲＡＷ信号−出力信号特性のように、信号レベルは、Ｇ信号が１００％でクリップされているのに対し、Ｒ信号とＢ信号が１００％以上の高輝度部で伸びている。このため、色バランスが崩れ、高輝度の場合には色バランスが崩れ、白色の表示部分がマゼンタ色に見えマゼンタ色になる。しかし、これをクリップ回路１４７でクリップすると、図１２に示す入出力特性とすることができる。
従って、その後段で、ノイズリダクション回路１１０の出力を通しても、動きがあった時に、図１３で示す入出力特性となり、色バランスは崩れず、色ずれが発生しない。

上述したように、図１１の発明によれば、ハード構成が小さく従来より安価なノイズリダクション回路を提供することができる。また、ノイズリダクション回路の前に高輝度補正回路を挿入することで、動きのある被写体であっても色バランスのずれが発生しないカラーカメラを提供することができる。
即ち、本発明のカラーカメラは、被写体を撮像しＲＡＷ信号を出力する撮像素子と、該ＲＡＷ信号のそれぞれの色信号の感度差を補正する高輝度補正部と、該色信号の感度差を補正された信号にノイズ除去処理を行うノイズ除去回路と、該ノイズ除去された信号に対して色分離処理を行う手段とを有する。

上記実施例では、テレビジョンカメラの巡回型ノイズリダクション回路やホワイトバランス制御回路を、ハードウエアの構成で説明した。しかし、これらを含む回路の全て若しくは一部が、ＤＳＰやＦＰＧＡで構成されたソフトウエアであっても良いことは勿論である。

上記実施例では、原色タイプの撮像素子で説明した。しかし、原色タイプの撮像素子ではなく、補色タイプの撮像素子であっても良い。

１１：乗算器、１２：加算器、１３：乗算器、１４：フレームメモリ、１５：係数（１−Ｋ）生成部、１６：係数Ｋ設定部、２１：撮像素子、２２：色分離フィルタ部、２３：輝度信号ノイズリダクション部、２４：色信号ノイズリダクション部、４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ：乗算器、４２Ｒ：Ｒ−ＣＨ積分器、４２Ｇ：Ｇ−ＣＨ積分器、４２Ｂ：Ｂ−ＣＨ積分器、４３：ＣＰＵ、４４Ｒ：Ｒ−ＧＡＩＮ補正部、４４Ｇ：Ｇ−ＧＡＩＮ補正部、４４Ｂ：Ｂ−ＧＡＩＮ補正部、５２：色分離フィルタ部、５３：ノイズリダクション部、１１０：高輝度補正回路、１４１：乗算器、１４２Ｒ：Ｒ−ＣＨ積分器、１４２Ｇｒ：Ｇｒ−ＣＨ積分器、１４２Ｇｂ：Ｇｂ−ＣＨ積分器、１４２Ｂ：Ｂ−ＣＨ積分器、１４３：ＣＰＵ、１４４Ｒ：Ｒ−ＧＡＩＮ補正部、１４４Ｇｒ：Ｇｒ−ＧＡＩＮ補正部、１４４Ｇｂ：Ｇｂ−ＧＡＩＮ補正部、１４４Ｂ：Ｂ−ＧＡＩＮ補正部、１４５：制御部、１４６：セレクタ、１４７：クリップ回路。

Claims

カラーカメラにおいて、被写体を撮像しＲＡＷ信号を出力する撮像素子と、該ＲＡＷ信号のそれぞれの色信号の感度差を補正する高輝度補正部と、該色信号の感度差が補正されたそれぞれの色信号のノイズを除去するノイズ除去部と、該ノイズ除去された信号に対して色分離処理を行う色分離部とを有し、
前記高輝度補正部は、制御部と、水平ラインの左から右の画素毎に入力される前記ＲＡＷ信号のそれぞれの色信号にセレクタから入力される信号を乗算し、該乗算された信号をクリップ回路に出力すると共に、該乗算された信号を対応する色信号別に出力する乗算器と、該乗算された信号に所定のクリップを施して前記高輝度補正部から出力するクリップ回路と、該乗算された信号を該対応する色信号別にそれぞれ前記制御部の制御信号に基づいて書き込み及び所定時間範囲内若しくは所定サンプル量積分した値を読出すＲ−ＣＨ、Ｇｒ−ＣＨ、Ｇｂ−ＣＨ、及びＢ−ＣＨの積分器と、該所定時間範囲内若しくは所定サンプル量積分した積分値に基づいて、色信号別の補正信号をＲ−ＧＡＩＮ、Ｇｒ−ＧＡＩＮ、Ｇｂ−ＧＡＩＮ、若しくはＢ−ＧＡＩＮの補正部に出力するＣＰＵと、入力されたそれぞれの補正信号に該当する補正データを算出し、算出した補正データを、それぞれ、前記セレクタに出力する前記補正部と、入力されたそれぞれの補正データを、前記セレクタから入力される信号として前記制御部から入力されるタイミング信号のタイミングに応じて選択して前記乗算器に出力する前記セレクタとから構成されることを特徴とするカラーカメラ。
カラーカメラにおけるノイズ除去方法であって、被写体を撮像しＲＡＷ信号を出力し、該ＲＡＷ信号のそれぞれの色信号の感度差を補正し、該色信号の感度差が補正されたそれぞれの色信号のノイズを除去し、該ノイズ除去された信号に対して色分離処理を行うことを有し、
前記ＲＡＷ信号のそれぞれの色信号の感度差の補正は、水平ラインの左から右の画素毎に入力される色信号にセレクタから入力される信号を乗算し、該乗算された信号をクリップ回路に出力すると共に、該乗算された信号を対応する色信号別に出力し、該乗算された信号を該対応する色信号別にそれぞれ制御部の制御信号に基づいて書き込み及び所定時間範囲内若しくは所定サンプル量積分した値をＲ−ＣＨ、Ｇｒ−ＣＨ、Ｇｂ−ＣＨ、若しくはＢ−ＣＨの積分器に読出し、該所定時間範囲内若しくは所定サンプル量積分した積分値に基づいて、色信号別の補正信号をＲ−ＧＡＩＮ、Ｇｒ−ＧＡＩＮ、Ｇｂ−ＧＡＩＮ、若しくはＢ−ＧＡＩＮ補正部に出力し、入力されたそれぞれの補正信号に該当する補正データを算出し、算出した補正データを、それぞれ、前記セレクタに出力し、入力されたそれぞれの補正データを前記セレクタから入力される信号として前記制御部から入力されるタイミング信号のタイミングに応じて選択し、前記乗算された信号に所定のクリップを施して出力することを特徴とするノイズ除去方法。